CN103754363B - 旋翼翼梢不变距且增升的直升机旋翼系统 - Google Patents
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Abstract
旋翼翼梢不变距且增升的直升机旋翼系统，包括有竖直的主轴（9）、套装于主轴上端的带有至少两个榫槽端（7）和两个变距铰端（10）的桨毂（8）、连接于桨毂榫槽端的桨叶榫头式固定件（3）、连接于桨毂变距铰端的桨叶变距铰式固定件（16）、内端与桨叶榫头式固定件连接的固定桨叶（2）、内端与桨叶变距铰式固定件连接的变距桨叶（17）、连接于固定桨叶和变距桨叶外端的旋翼翼梢（1）、套装于主轴上并位于桨毂下方的变距拉杆支架（12）、两端分别与桨叶变距铰式固定件和变距拉杆支架连接端铰接的变距液压拉杆（14），固定桨叶和变距桨叶通过固定桨叶铰接件（19）和变距桨叶铰接件（18）铰接，固定桨叶内端和变距桨叶内端分离。本发明在旋翼翼梢不变距的条件下可实现增升。
Description
技术领域
本发明涉及直升机旋翼桨结构技术领域。
背景技术
直升机通过发动机带动主轴使固定在主轴上的旋翼系统产生圆周运动从而产生升力，并且通过桨叶的变距作用造成气流变化让直升机能够在空间范围内进行运动。旋翼产生升力机制以及工作原理与固定翼飞机的机翼工作原理类似，通过流体与机翼之间的相对运动在机翼的上下表面产生压差从而产生升力。不同的是固定翼飞机的机翼各部分都能产生升力，而直升机旋翼因圆周运动的原因越靠近桨毂旋翼所产生的升力越小。
现有直升机旋翼为一片桨叶组成的旋翼系统，其翼梢部分在多数情况下是未经过处理的一个切面，有部分直升机旋翼翼梢为达到静音效果加装了桨尖小翼组件，但是由于直升机旋翼的特殊性一直无法对旋翼的翼梢部分进行大幅度地改造，达到使旋翼组件最大程度静音和增加升力的效果。
现今，人们使用各种方式来提高直升机旋翼圆周运动的速度以获得更大的升力，如改变桨尖结构或改变各部分桨叶形状。但是由于旋翼的特性，直升机旋翼的运行速度存在一个临界值，如何能够在临界值范围内达到增升效果成为一个技术难题。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的难题，提供一种在旋翼翼梢不变距的条件下可实现增升的直升机旋翼系统。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
旋翼翼梢不变距且增升的直升机旋翼系统，包括有竖直的主轴、套装于主轴上端的带有至少两个榫槽端和两个变距铰端的桨毂、连接于桨毂榫槽端的桨叶榫头式固定件、连接于桨毂变距铰端的桨叶变距铰式固定件、内端与桨叶榫头式固定件连接的固定桨叶、内端与桨叶变距铰式固定件连接的变距桨叶、连接于固定桨叶和变距桨叶外端的旋翼翼梢、套装于主轴上并位于桨毂下方的变距拉杆支架、两端分别与桨叶变距铰式固定件和变距拉杆支架连接端铰接的变距液压拉杆，固定桨叶和变距桨叶通过位于固定桨叶中段内侧的固定桨叶铰接件和位于变距桨叶中段内侧的变距桨叶铰接件铰接，固定桨叶连接桨叶榫头式固定件的内端和变距桨叶连接桨叶变距铰式固定件的内端相分离。
本发明的固定桨叶内端通过固定件插销与桨叶榫头式固定件连接，榫头式固定件的榫头与桨毂榫槽端连接并用榫卯接头固定插销固定；变距桨叶内端通过固定件插销与桨叶变距铰式固定件连接，桨叶变距铰式固定件上的变距铰与桨毂变距铰端连接并约束；旋翼翼梢和变距桨叶通过位于旋翼翼梢上的榫槽式铰接件和位于变距桨叶上的榫头式铰接件铰接。变距桨叶铰接件、榫头式铰接件和变距铰的铰接轴在同一轴线上；固定桨叶铰接件和榫槽式铰接件的铰接轴在同一轴线上。所述桨毂的外端面为对称的四个平面，每个平面上设置有一个榫槽端和一个变距铰端，四个平面上的榫槽端和变距铰端交错设置。
本发明通过将原有的一片桨叶组成的旋翼系统改造为由两片桨叶组合成的旋翼系统，使旋翼翼梢（桨叶浆尖）形成不变距的效果，这样能够最大限度地修改旋翼翼梢的形状而不是局限于浆尖小翼的形式。并且通过桨叶组合对桨叶翼型进行适当改造形成类似固定翼飞机后缘襟翼的运行方式从而起到提高升力的效果。
本发明的旋翼翼梢位于固定桨叶一端，与固定桨叶和桨叶榫头式固定件连接位置相对，翼梢不受旋翼的变距作用影响。旋翼固定桨叶和变距桨叶之间在翼根位置分离，可防止桨叶榫头式固定件和桨叶变距铰式固定件在变距作用中因所述几何冲突在成变距不充分或者无法变距。位于变距桨叶上的变距桨叶铰接件、榫头式铰接件和位于桨叶变距铰式固定件上的变距铰呈共轴关系，可使变距桨叶在变距时与固定桨叶不会产生几何冲突造成无法变距。
附图说明
图1为本发明未发生变距情况下的结构示意图；
图2为图1中心部分的放大图；
图3为本发明发生变距情况下的示意图；
图4为拆分部件组装示意图；
图5a和图5b为固定桨叶和变距桨叶组合的翼型及变化示意图；
图6a和图6b为固定桨叶和变距桨叶铰接部分桨叶翼型及变化示意图。
图中部件及标号为：1—旋翼翼梢；2—固定桨叶；3—桨叶榫头式固定件；4—固定件插销；5—榫头；6—榫卯接头固定插销；7—桨毂榫槽端；8 —桨毂；9—主轴；10—桨毂变距铰端；11—变距铰；12—变距拉杆支架；13—连接铰；14—变距液压拉杆；15—变距控制铰；16—桨叶变距铰式固定件；17—变距桨叶；18—变距桨叶铰接件；19—固定桨叶铰接件；20—榫头式铰接件；21—榫槽式铰接件；22—固定桨叶插销固定孔；23—变距桨叶插销固定孔；24—变距控制铰端；25—变距拉杆支架连接端。
具体实施方式
如图1～图4所示，本发明所述旋翼翼梢不变距且增升的直升机旋翼系统包括有竖直的主轴9、套装于主轴上端的带有至少两个榫槽端7和两个变距铰端10的桨毂8、连接于桨毂榫槽端7的桨叶榫头式固定件3、连接于桨毂变距铰端10的桨叶变距铰式固定件16、内端与桨叶榫头式固定件3连接的固定桨叶2、内端与桨叶变距铰式固定件16连接的变距桨叶17、连接于固定桨叶2和变距桨叶17外端的旋翼翼梢1、套装于主轴上并位于桨毂8下方的变距拉杆支架12、两端分别与桨叶变距铰式固定件16和变距拉杆支架12连接端25铰接的变距液压拉杆14。桨叶变距铰式固定件16由变距控制铰端24通过变距控制铰15与变距液压拉杆14连接，同时变距液压拉杆14通过连接铰13与位于变距拉杆支架12上的变距拉杆支架连接端25连接。固定桨叶2和变距桨叶17通过位于固定桨叶中段内侧的固定桨叶铰接件19和位于变距桨叶17中段内侧的变距桨叶铰接件18铰接，固定桨叶2连接桨叶榫头式固定件3的内端和变距桨叶17连接桨叶变距铰式固定件16的内端相分离。固定桨叶2内端通过固定桨叶插销固定孔22与桨叶榫头式固定件3连接，用固定件插销4固定。通过固定件插销4与桨叶榫头式固定件3连接，榫头式固定件3的榫头5与桨毂榫槽端7连接并用榫卯接头固定插销固定；变距桨叶17内端通过变距桨叶插销固定孔23与桨叶变距铰式固定件16连接，用固定件插销4固定，桨叶变距铰式固定件16上的变距铰11与桨毂变距铰端10连接并约束；旋翼翼梢1和变距桨叶17通过位于旋翼翼梢1上的榫槽式铰接件21和位于变距桨叶17上的榫头式铰接件20铰接。变距桨叶铰接件18、榫头式铰接件20和变距铰11的铰接轴在同一轴线上；固定桨叶铰接件19和榫槽式铰接件21的铰接轴在同一轴线上。桨毂8的外端面可为对称的两个平面，也可为对称的四个平面，每个平面上设置有一个榫槽端7和一个变距铰端10，四个平面上的榫槽端7和变距铰端10交错设置。
如图3、图5a和图5b、图6a和图6b所示，通过固定桨叶2和变距桨叶17组合而成的旋翼可通过变距液压拉杆14的驱动，带动变距桨叶17沿固定桨叶铰接件19转动实现变距，翼型也可适当变形。
本发明能通过上述组合方式达到让旋翼翼梢1在旋翼系统工作时，不因运动所需的变距作用而一起变距，即让旋翼翼梢1在垂直平面内不变距，并且能够完成工作所必须的变距反应。这样做的最大好处在于能对直升机旋翼翼梢（桨尖小翼）进行最大程度地改造，通过改变桨叶结构和适当组合来产生类似于固定翼飞机机翼的翼梢状态，使得直升机旋翼的翼梢（又称桨尖）能够最大程度进行改造或加装部件。通过上述组合方式使桨叶榫头式固定件3和桨叶变距铰式固定件16之间，以及固定桨叶2和变距桨叶17之间不会产生不必要的几何冲突造成变距不充分或者无法变距，并且通过对翼型的适当改造和拼接使固定桨叶2和变距桨叶17在变距时能够在使气流更加平顺地通过桨叶组合的上下表面达到提高旋翼组在运行时的升力的目的。
本发明所用部件均可采用现有技术部件，可以从市面直接采购或自制。
Claims (4)
1.旋翼翼梢不变距且增升的直升机旋翼系统，其特征在于，包括有竖直的主轴（9）、套装于主轴上端的带有至少两个榫槽端（7）和至少两个变距铰端（10）的桨毂（8）、连接于桨毂榫槽端（7）的桨叶榫头式固定件（3）、连接于桨毂变距铰端（10）的桨叶变距铰式固定件（16）、内端与桨叶榫头式固定件（3）连接的固定桨叶（2）、内端与桨叶变距铰式固定件（16）连接的变距桨叶（17）、连接于固定桨叶（2）和变距桨叶（17）外端的旋翼翼梢（1）、套装于主轴上并位于桨毂（8）下方的变距拉杆支架（12）、两端分别与桨叶变距铰式固定件（16）和变距拉杆支架（12）连接端（25）铰接的变距液压拉杆（14），固定桨叶（2）和变距桨叶（17）通过位于固定桨叶中段内侧的固定桨叶铰接件（19）和位于变距桨叶（17）中段内侧的变距桨叶铰接件（18）铰接，固定桨叶（2）连接桨叶榫头式固定件（3）的内端和变距桨叶（17）连接桨叶变距铰式固定件（16）的内端相分离。
2.根据权利要求1所述的旋翼翼梢不变距且增升的直升机旋翼系统，其特征在于，固定桨叶（2）内端通过固定件插销（4）与桨叶榫头式固定件（3）连接，榫头式固定件（3）的榫头（5）与桨毂榫槽端（7）连接并用榫卯接头固定插销固定；变距桨叶（17）内端通过固定件插销（4）与桨叶变距铰式固定件（16）连接，桨叶变距铰式固定件（16）上的变距铰（11）与桨毂变距铰端（10）连接并约束；旋翼翼梢（1）和变距桨叶（17）通过位于旋翼翼梢（1）上的榫槽式铰接件（21）和位于变距桨叶（17）上的榫头式铰接件（20）铰接。
3.根据权利要求2所述的旋翼翼梢不变距且增升的直升机旋翼系统，其特征在于，变距桨叶铰接件（18）、榫头式铰接件（20）和变距铰（11）的铰接轴在同一轴线上；固定桨叶铰接件（19）和榫槽式铰接件（21）的铰接轴在同一轴线上。
4.根据权利要求1或2或3所述的旋翼翼梢不变距且增升的直升机旋翼系统，其特征在于，所述桨毂（8）的外端面为对称的四个平面，每个平面上设置有一个榫槽端（7）和一个变距铰端（10），四个平面上的榫槽端（7）和变距铰端（10）交错设置。
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