CN109533317B - 一种刚性旋翼桨叶根部构型 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种刚性旋翼桨叶根部构型，属于直升机旋翼桨叶结构技术领域。所述根部构型包括桨毂中央件(2)、柔性梁(5)、内操纵摇臂(9)、根部连接框(7)以及根部连接件(11)，其中，柔性梁固定到桨毂支臂上，桨根袖套通过根部连接框转动连接到根部连接件上，由根部连接框(7)连接内操纵摇臂，内操纵摇臂受变距拉杆操纵，实现桨叶变距操纵。本申请的桨叶根部的结构构型，结构的承载和重量效率高，可靠性、工艺性好，可解决刚性旋翼桨叶根部由于载荷过大而引起的结构设计难题，适用于桨叶根部受载十分严酷的刚性旋翼桨叶的结构设计。

Description

一种刚性旋翼桨叶根部构型

技术领域

本申请属于直升机旋翼桨叶结构技术领域，具体涉及一种刚性旋翼桨叶根部构型。

背景技术

就旋翼设计而言，由于旋翼桨叶的展弦比很大而气动力的主要产生部分通常又更靠近桨尖，因此气动力在桨叶根部将产生巨大的弯矩，再叠加上旋翼的离心力载荷和周期激励环境中的动力放大效应，桨叶根部受载情况十分恶劣，以及考虑到前飞时的飞行控制问题，因而传统直升机使用挥舞铰将桨叶根部的弯矩进行卸载。

随着控制、新材料等技术的进步，逐渐出现并兴起了ABC等刚性旋翼概念，由于刚性旋翼的种种优势，刚性旋翼已经成为直升机旋翼技术的未来发展方向之一，尤其以ABC构型最具发展潜力，然而它们都需要取消桨叶根部的铰链，并且需要根部足够刚硬以达到所需的一阶固有频率要求，因此这种桨叶根部的载荷是十分严酷的，如何让桨叶根部即能承载巨大的离心力的同时又能承载巨大的弯矩已成为刚性旋翼结构设计的重点和难点，而桨叶根部的结构构型又是桨叶结构承载能力的关键技术所在。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种刚性旋翼桨叶根部构型，用于刚性旋翼桨叶的结构设计。

本发明刚性旋翼桨叶根部构型，包括：

桨毂中央件，向桨叶方向延伸有两个桨毂支臂，所述桨毂中央件在所述两个桨毂支臂之间开有通孔；

柔性梁，一端固定连接所述桨毂支臂，另一端连接桨叶；

内操纵摇臂，转动连接在所述桨毂中央件的通孔内，内操纵摇臂的一端设置在桨毂中央件内部，连接自动倾斜器的变距拉杆，另一端延伸至桨毂中央件的外部；

根部连接框，包括与所述桨毂中央件的通孔同轴的第一销孔及第二销孔，所述第一销孔及第二销孔同侧连接有袖套连接板，其中靠近桨毂中央件的第一销孔与所述延伸至桨毂中央件的外部的内操纵摇臂固定连接，所述袖套连接板固定连接用于包围桨叶根部的桨根袖套；

根部连接件，一端转动安装在所述第二销孔内，另一端延伸至所述第一销孔内，所述根部连接件的中部固定连接所述桨毂支臂。

根据本申请的至少一个实施方式，内操纵摇臂通过第一柱状弹性轴承安装在所述桨毂中央件的通孔内。

根据本申请的至少一个实施方式，所述根部连接件通过第二柱状弹性轴承转动安装在所述第二销孔内。

根据本申请的至少一个实施方式，所述柔性梁与所述桨毂支臂通过桨叶销连接。

根据本申请的至少一个实施方式，所述根部连接件的中部通过所述桨叶销连接所述桨毂支臂。

根据本申请的至少一个实施方式，所述根部连接件的在通过所述桨叶销的位置设置有径向尺寸增大的加强结构。

根据本申请的至少一个实施方式，所述桨毂支臂包括两个，对立设置在根部连接件的两侧，所述根部连接框的袖套连接板包括两个，对立设置在根部连接件的另外两侧。

本申请的桨叶根部的结构构型，结构的承载和重量效率高，可靠性、工艺性好，可解决ABC旋翼等刚性旋翼桨叶根部由于载荷过大而引起的结构设计难题，适用于桨叶根部受载十分严酷的刚性旋翼桨叶的结构设计。

附图说明

图1是本申请刚性旋翼桨叶根部构型的一优选实施例的横切示意图。

图2是本申请刚性旋翼桨叶根部构型的一优选实施例的纵切示意图。

图3是本申请刚性旋翼桨叶根部构型的一优选实施例的根部连接框结构示意图。

图4是本申请刚性旋翼桨叶根部构型的一优选实施例的立体图。

图5是本申请刚性旋翼桨叶根部构型的一优选实施例的连接桨根袖套结构示意图。

图6是本申请刚性旋翼桨叶根部构型的一优选实施例的挥舞弯矩传力关系示意图。

图7是本申请刚性旋翼桨叶根部构型的一优选实施例的摆振弯矩传力关系示意图。

其中，1-桨根袖套；2-桨毂中央件；3-桨毂支臂；4-大梁缠绕销；5-柔性梁；6-第二柱状弹性轴承；7-根部连接框；8-第一柱状弹性轴承；9-内操纵摇臂；10-桨叶销；11-根部连接件；71-袖套连接板；72-第一销孔；73-第二销孔。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本申请涉及一种刚性旋翼桨叶根部构型，如图1、图2、图4、图5所示，

桨毂中央件2，向桨叶方向延伸有两个桨毂支臂3，所述桨毂中央件2在所述两个桨毂支臂3之间开有通孔；

柔性梁5，一端固定连接所述桨毂支臂3，另一端连接桨叶；

内操纵摇臂9，转动连接在所述桨毂中央件2的通孔内，内操纵摇臂9的一端设置在桨毂中央件2内部，连接自动倾斜器的变距拉杆，另一端延伸至桨毂中央件2的外部；

根部连接框7，包括与所述桨毂中央件2的通孔同轴的第一销孔72及第二销孔73，所述第一销孔72及第二销孔73同侧连接有袖套连接板71，其中靠近桨毂中央件2的第一销孔72与所述延伸至桨毂中央件2的外部的内操纵摇臂9固定连接，所述袖套连接板71固定连接用于包围桨叶根部的桨根袖套1；

根部连接件11，一端转动安装在所述第二销孔73内，另一端延伸至所述第一销孔72内，所述根部连接件11的中部固定连接所述桨毂支臂3。

本实施例中，柔性梁5连接桨毂中央件2与桨叶根部中心，参考图1，柔性梁5通过大梁缠绕销4与桨叶根部连接，传递离心力，而桨叶的变形则通过根部连接框7将桨叶袖套与内操纵摇臂9连接，进而通过与内操纵摇臂9另一端连接的变距拉杆进行变距控制。

本实施例中，挥舞、摆振弯矩和扭矩主要从袖套传递，图6给出了挥舞弯矩传力关系，图7给出了摆振弯矩传力关系。其中柔性梁可承担少部分摆振弯矩，根部连接框7、根部连接件11及两者之间的转动连接结构形成的组合传力结构，实现了高效的挥舞摆振弯矩传递，在变距操纵上，当内操纵摇臂9进行操纵时，通过该组合结构将操纵力矩传递至桨根袖套1和柔性梁5，而由于柔性梁5为柔性梁扭转刚度很低，因此扭矩大部分由桨根袖套1承担，此时，柔性梁5发生较大的扭转变形，从而实现了变距运动。

在一些可选实施方式中，内操纵摇臂9通过第一柱状弹性轴承8安装在所述桨毂中央件2的通孔内。

在一些可选实施方式中，所述根部连接件11通过第二柱状弹性轴承6转动安装在所述第二销孔73内。

在一些可选实施方式中，所述柔性梁5与所述桨毂支臂3通过桨叶销10连接。参考图2，柔性梁5在靠近桨毂中央件2的一端分叉，形成两个板状结构，分别贴合在两个桨毂支臂内侧，并通过在桨毂支臂3及板状件上开通孔，之后通过销轴(桨叶销10)进行连接。

在一些可选实施方式中，所述根部连接件11的中部通过所述桨叶销10连接所述桨毂支臂3。可以理解的是，桨叶销10不仅用于连接桨毂支臂3与柔性梁5的两个分叉板状件，还用于连接根部连接件11，对应的，根部连接件11上开设有通孔或凹槽。通过桨叶销10，使得根部连接件11及柔性梁5一同固定在桨毂支臂3上，防止其扭转。

在一些可选实施方式中，所述根部连接件11的在通过所述桨叶销10的位置设置有径向尺寸增大的加强结构。如图1或图2所示，根部连接件11整体上类似与一个销轴，其两端分别插接在第一销孔72及第二销孔73内，中间部分具有若干个内径增大的部分作为加强结构，防止柔性梁5扭动时破坏桨叶销10。

在一些可选实施方式中，参考图3或图4，所述桨毂支臂3包括两个，对立设置在根部连接件11的两侧，所述根部连接框7的袖套连接板71包括两个，对立设置在根部连接件11的另外两侧。

在上述实施例中，桨根袖套1与根部连接框7通过多排铆钉和胶接进行胶铆连接。

本申请的桨叶根部的结构构型，结构的承载和重量效率高，可靠性、工艺性好，可解决ABC旋翼等刚性旋翼桨叶根部由于载荷过大而引起的结构设计难题，适用于桨叶根部受载十分严酷的刚性旋翼桨叶的结构设计。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种刚性旋翼桨叶根部构型，其特征在于，包括：

桨毂中央件(2)，向桨叶方向延伸有两个桨毂支臂(3)，所述桨毂中央件(2)在所述两个桨毂支臂(3)之间开有通孔；

柔性梁(5)，一端固定连接所述桨毂支臂(3)，另一端连接桨叶；

内操纵摇臂(9)，转动连接在所述桨毂中央件(2)的通孔内，内操纵摇臂(9)的一端设置在桨毂中央件(2)内部，连接自动倾斜器的变距拉杆，另一端延伸至桨毂中央件(2)的外部；

根部连接框(7)，包括与所述桨毂中央件(2)的通孔同轴的第一销孔(72)及第二销孔(73)，所述第一销孔(72)及第二销孔(73)同侧连接有袖套连接板(71)，其中靠近桨毂中央件(2)的第一销孔(72)与所述延伸至桨毂中央件(2)的外部的内操纵摇臂(9)固定连接，所述袖套连接板(71)固定连接用于包围桨叶根部的桨根袖套(1)；

根部连接件(11)，一端转动安装在所述第二销孔(73)内，另一端延伸至所述第一销孔(72)内，所述根部连接件(11)的中部固定连接所述桨毂支臂(3)。

2.如权利要求1所述的刚性旋翼桨叶根部构型，其特征在于，内操纵摇臂(9)通过第一柱状弹性轴承(8)安装在所述桨毂中央件(2)的通孔内。

3.如权利要求1所述的刚性旋翼桨叶根部构型，其特征在于，所述根部连接件(11)通过第二柱状弹性轴承(6)转动安装在所述第二销孔(73)内。

4.如权利要求1所述的刚性旋翼桨叶根部构型，其特征在于，所述柔性梁(5)与所述桨毂支臂(3)通过桨叶销(10)连接。

5.如权利要求4所述的刚性旋翼桨叶根部构型，其特征在于，所述根部连接件(11)的中部通过所述桨叶销(10)连接所述桨毂支臂(3)。

6.如权利要求5所述的刚性旋翼桨叶根部构型，其特征在于，所述根部连接件(11)的在通过所述桨叶销(10)的位置设置有径向尺寸增大的加强结构。

7.如权利要求1所述的刚性旋翼桨叶根部构型，其特征在于，所述桨毂支臂(3)包括两个，对立设置在根部连接件(11)的两侧，所述根部连接框(7)的袖套连接板(71)包括两个，对立设置在根部连接件(11)的另外两侧。

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