CN102901623A - 直升机共轴反转旋翼试验装置 - Google Patents

直升机共轴反转旋翼试验装置 Download PDF

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单建平
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本发明涉及一种直升机共轴反反转旋翼试验装置，电机安装在基座上并串联有内轴变速器和外轴变速器，所述的内轴变速器的输出端与旋翼的内轴相连，外轴变速器的输出端与旋翼的外轴相连，所述的内轴和外轴安装在内轴轴承座，所述的内轴联轴器和外轴联轴器上均安装有扭矩计，轴承座上安装有扭矩天平。本发明突破了旋翼试验的变速器必须是一个集成在一起的齿轮箱这样的思维定势，通过2个功能关联但是结构独立的齿轮箱，实现了共轴反转旋翼的性能和可靠性试验，可以同时分别测量两组旋翼的升力、扭矩和弯矩动态数据。

Description

直升机共轴反转旋翼试验装置
技术领域
本发明涉及一种直升机旋翼试验装置，尤其是一种直升机共轴反反转旋翼试验装置。
背景技术
直升机旋翼技术是直升机的发展核心技术之一，其试验技术是其中的关键技术。直升机旋翼试验需要测量动态的升力、弯矩、扭矩等项目。目前传统的直升机旋翼测量装置只能测量单个旋转的旋翼升力、弯矩、扭矩。共轴反转双旋翼技术为在同一个轴线上采用两组转速相同，转向相反旋翼的技术，两组旋翼分别连接在共轴的内轴和外轴上，互相抵消反扭矩，从而可以取消尾桨，缩短机身长度，降低机身重量，是直升机新的发展方向之一，但这种技术对旋翼试验提出了很高的要求，例如限于内外轴之间的狭小的空间、测量设备的互相影响和常规减速器的结构限制，很难同时在共轴反转的内外两根轴上分别测量两组旋翼产生的升力、弯矩、扭矩等数据。目前，国内尚无共轴反转旋翼的试验设备而无法完成这种旋翼的试验。目前提出的试验方案均只能测量双旋翼结合一起后的综合升力和弯矩，不能有效评估各旋翼的性能和响应特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量共轴反转双旋翼各旋翼所产生升力、扭矩和弯矩特性，具有高可行性和可靠性的试验设备。
本发明的技术方案是，试验装置包括电机、内轴变速器、外轴变速器、内轴联轴器、外轴联轴器、电机安装在基座上并且通过连接轴串联有内轴变速器和外轴变速器，所述的内轴变速器的输出端通过内轴联轴器与旋翼的内轴相连，外轴变速器的输出端通过外轴联轴器与旋翼的外轴相连，所述的内轴变速器与外轴变速器的输出端的转向相反，所述的内轴通过内轴轴承安装在内轴轴承座上，外轴通过外轴轴承安装在外轴轴承座上，所述的内轴联轴器和外轴联轴器上均安装有扭矩计，内轴轴承座和外轴轴承座上与扭矩天平的一端连接，所述的扭矩天平的另一端与基座固定连接。
所述的内轴变速器和外轴变速器采用正齿轮传动链传动或斜齿轮传动链传动；所述的内轴联轴器和外轴联轴器分别安装在扭矩天平的内部；所述的外轴轴承座内安装的轴承为一对锥滚子轴承。
在使用时，旋翼的升力和弯矩分别通过内轴轴承座和外轴轴承座传递给扭矩天平，通过对扭矩天平杆件受力结果进行测量和解耦计算得出升力和弯矩值；旋翼的扭矩通过内轴联轴器和外轴联轴器传递给扭矩计，通过扭矩计的测量和解耦计算得出扭矩值。
在本发明中，突破了旋翼试验的变速器必须是一个集成在一起的齿轮箱这样的思维定势，变速器因需要而演变为2个功能关联但是结构独立的齿轮箱，为2组分别测量内外旋翼数据的扭矩天平、扭矩计及联轴器和轴承座提供安装空间。在有限的空间结构内解决2个共轴反转旋翼扭矩、弯矩和升力的测量难题。联轴器可以避免轴的弯矩对扭矩计测量结果产生影响。2个变速器依据旋翼载荷及试验噪声要求采用正齿轮或斜齿轮传动链，通过调配齿数满足内外旋翼共轴反转等转速或不等转速的要求。2个变速器间通过连接轴实现二者的转速的同步，具有结构简单、使用可靠的特点。外轴轴承座采用一对锥滚子轴承相对布置，以很短的轴向空间达到良好的支撑刚度，进而减小内轴的长度从而增加内轴的刚度。扭矩计及联轴器安装在扭矩天平内部，能够充分利用扭矩天平内部空间，减少实验装置轴向尺寸，增加内轴的刚度。该装置能够实现共轴反转旋翼的性能和可靠性试验，可以同时分别测量两组旋翼的升力、扭矩和弯矩动态数据。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图所示，直升机共轴反反转旋翼试验装置包括电机1、内轴变速器3、外轴变速器6、内轴联轴器17、外轴联轴器8，电机1安装在基座2上并且通过连接轴5串联有内轴变速器3和外轴变速器6，所述的内轴变速器3的输出端通过内轴联轴器17与旋翼的内轴10相连，外轴变速器6的输出端通过外轴联轴器8与旋翼的外轴13相连，所述的内轴变速器3与外轴变速器6的输出端的转向相反，所述的内轴10通过内轴轴承安装在内轴轴承座15上，外轴13通过外轴轴承安装在外轴轴承座9上，所述的内轴联轴器17和外轴联轴器8上均安装有扭矩计，内轴轴承座15和外轴轴承座9上与扭矩天平的一端连接，所述的扭矩天平的另一端与基座2固定。述的内轴变速器3和外轴变速器6采用正齿轮传动链传动或斜齿轮传动链传动；所述的内轴联轴器17和外轴联轴器8分别安装在扭矩天平的内部；所述的外轴轴承座9内安装的轴承为一对锥滚子轴承。

Claims (5)

1.一种直升机共轴反转旋翼试验装置，其特征是，所述的装置包括电机（1）、内轴变速器（3）、外轴变速器（6）、内轴联轴器（17）、外轴联轴器（8），电机（1）安装在基座（2）上并且通过连接轴（5）串联有内轴变速器（3）和外轴变速器（6），所述的内轴变速器（3）的输出端通过内轴联轴器（17）与旋翼的内轴（10）相连，外轴变速器（6）的输出端通过外轴联轴器（8）与旋翼的外轴（13）相连，所述的内轴变速器（3）与外轴变速器（6）的输出端的转向相反，所述的内轴（10）通过内轴轴承安装在内轴轴承座（15）上，外轴（13）通过外轴轴承安装在外轴轴承座（9）上，所述的内轴联轴器（17）和外轴联轴器（8）上均安装有扭矩计，内轴轴承座（15）和外轴轴承座（9）上与扭矩天平的一端连接，所述的扭矩天平的另一端与基座（2）固定连接。
2.如权利要求1所述的直升机共轴反转旋翼试验装置，其特征是，所述的内轴变速器（3）和外轴变速器（6）采用正齿轮传动链传动。
3.如权利要求1所述的直升机共轴反转旋翼试验装置，其特征是，所述的内轴变速器（3）和外轴变速器（6）采用斜齿轮传动链传动。
4.如权利要求1所述的直升机共轴反转旋翼试验装置，其特征是，所述的内轴联轴器（17）和外轴联轴器（8）分别安装在扭矩天平的内部。
5.如权利要求1所述的直升机共轴反转旋翼试验装置，其特征是，所述的外轴轴承座（9）内安装的轴承为一对锥滚子轴承。
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