CN112173092A - 一种直升机旋翼振动调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直升机旋翼振动调节系统，该系统中桨毂中央件安装在旋翼轴上，桨毂中央件上部固定的支撑件，控制盒通过支撑件安装在桨毂中央件的顶部；自动倾斜器连接固定在桨毂中央件的下部，桨毂中央件周围均匀分布有多个安装支臂，每个安装支臂均通过轴承与一个旋翼支臂连接；旋翼支臂可绕轴承进行前后摆动，实现旋翼系统的摆振运动；可控变距拉杆下端与自动倾斜器连接，上端通过变距摇臂连接旋翼支臂；控制盒内部安装有控制单元，可控变距拉杆由控制单元控制；在桨毂中央件上安装有振动传感器，控制单元接收振动信号，通过计算后输出用于调节可控变距拉杆作动位移的指令，可控变距拉杆根据指令调节旋翼支臂的变距运动，从而改变旋翼支臂中桨叶的升力，进而调节旋翼振动。

Description

一种直升机旋翼振动调节系统
技术领域
本发明属于直升机旋翼振动调整领域，具体涉及一种直升机旋翼振动调节系统。
背景技术
旋翼系统是直升机振动的主要来源。直升机旋翼系统生产制造误差、维护使用过程中的拆卸安装、机械磨损、材料老化以及其它损伤都会引起旋翼质量不平衡和气动不平衡。旋翼不平衡将在旋翼桨毂中心产生激振力，激励机体产生振动，增大直升机的振动水平，影响乘坐舒适性，严重情况下对飞行安全有影响。
传统旋翼不平衡调整方法是在直升机地面停车后，人工调整可控变距拉杆长度进行旋翼不平衡调整，然后再进行飞行验证调整效果，经多轮调整迭代后才能达到降低旋翼不平衡引起直升机振动的目的。
这种方法效率低、维护成本高、经济性差；而且这种间断性调整仅能够对直升机部分状态下的振动进行调整，不能在直升机全部飞行状态下实时调整旋翼不平衡产生的振动。
发明内容
本发明的目的是提供一种直升机旋翼振动调节系统，通过可控变距拉杆实现直升机在任何飞行工况下的旋翼不平衡实时自动调整，实时降低直升机振动水平，提升直升机维护性、经济性、操纵性、安全性。
为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
一种直升机旋翼振动调节系统，包括旋翼轴、多个旋翼支臂、可控变距拉杆、自动倾斜器、桨毂中央件和控制盒；其中：
所述桨毂中央件安装在旋翼轴上，桨毂中央件上部固定所述的支撑件，控制盒通过支撑件安装在桨毂中央件的顶部；所述自动倾斜器连接固定在桨毂中央件的下部，桨毂中央件周围均匀分布有多个安装支臂，每个安装支臂均通过轴承与一个旋翼支臂连接；旋翼支臂可绕轴承进行前后摆动，实现旋翼系统的摆振运动；
所述可控变距拉杆下端与所述自动倾斜器连接，上端通过变距摇臂连接旋翼支臂；
所述的控制盒内部安装有控制单元，所述可控变距拉杆由控制单元控制；在桨毂中央件上安装有振动传感器，用于采集旋翼系统由于旋翼不平衡而产生的振动信号，所述振动传感器与控制单元连接，控制单元接收所述振动信号，通过计算后输出用于调节可控变距拉杆作动位移的指令，可控变距拉杆根据所述指令调节旋翼支臂的变距运动，从而改变旋翼支臂中桨叶的升力。
进一步地，所述旋翼支臂包括挥舞摆振铰组件、U型件、轴套和桨叶；所述挥舞摆振铰组件通过轴承与桨毂中央件的安装支臂连接，旋翼支臂可绕轴承进行前后摆动，实现旋翼系统的摆振运动；所述U型件通过轴承与挥舞摆振铰组件连接，U型件可绕轴承的轴线进行上下摆动，实现旋翼支臂的挥舞运动。
进一步地，所述轴套通过滚动轴承和止推轴承与U型件连接，轴套可绕U型件轴线进行扭转，实现旋翼支臂的扭转运动；所述桨叶安装在旋翼支臂的轴套上，是旋翼系统的升力来源。
进一步地，所述旋翼振动调节系统的作动部件包括所述的可控变距拉杆以及变距摇臂，可控变距拉杆上端安装有带柄杆端轴承，下端设置有连接耳片；所述变距摇臂内端设置有U型叉耳，外端设置有安装支座；可控变距拉杆下端的连接耳片与自动倾斜器上设置的槽型叉耳通过螺栓连接，实现可控变距拉杆的安装支撑固定。
进一步地，所述可控变距拉杆上端的带柄杆端轴承通过螺栓与变距摇臂的U型叉耳连接，变距摇臂外端的安装支座通过螺栓与旋翼支臂的轴套连接固定，实现旋翼振动调节系统的控制作动部件与升力部件的关联。
进一步地，所述的支撑件是圆环结构，分为上、下支撑面，支撑面周向均布螺栓孔，支撑件上端面通过螺栓实现与控制盒的安装固定，支撑件下端面通过螺栓与桨毂中央件上部连接，实现支撑件的安装固定。
进一步地，所述可控变距拉杆内部是齿轮丝杆结构，通过齿轮丝杆的配合实现可控变距拉杆的伸长和缩短；通过变距摇臂带动旋翼支臂的轴套的扭转，实现旋翼支臂的扭转运动，改变桨叶的气动扭角，进而改变桨叶的气动力。
一种直升机，所述直升机采用所述直升机旋翼振动调节系统。
与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：
本发明的旋翼振动调节系统，可根据飞行状态实时自动调整旋翼不平衡，减小直升机的振动，提高外场维护性，改善经济性，降低直升机使用成本，提升舒适性、安全性，解决旋翼不平衡产生的振动对直升机使用的影响。
附图说明
图1为本发明系统的整体结构示意图；
图2为桨毂中央件及周边结构的示意图。
图中标号说明：1可控变距拉杆，2连接耳片，3自动倾斜器，4槽型叉耳，5带柄杆端轴承，6变距摇臂，7轴套，8桨叶，9 U型件，10挥舞摆振铰组件，11桨毂中央件，12支撑件，13控制盒。
具体实施方式
参见图1和图2，本发明公开了一种直升机旋翼振动调节系统，旋翼振动调节系统包括旋翼轴、多个旋翼支臂、可控变距拉杆1、自动倾斜器3、桨毂中央件11、支撑件12、控制盒13；其中：
所述桨毂中央件11安装在旋翼轴上，桨毂中央件11是旋翼振动调节系统的结构中心，上部固定所述的支撑件12，控制盒13通过支撑件12安装在桨毂中央件11的顶部；所述自动倾斜器3连接固定在桨毂中央件11的下部，桨毂中央件11周围均匀分布有多个安装支臂，每个安装支臂均通过轴承与一个旋翼支臂连接；旋翼支臂可绕轴承进行前后摆动，实现旋翼系统的摆振运动。
所述的支撑件12是圆环结构，分为上、下支撑面，支撑面周向均布螺栓孔，支撑件12上端面通过螺栓连接，实现与控制盒13的安装固定，支撑件12下端面通过螺栓与桨毂中央件11上部连接，实现支撑件12的安装固定。
旋翼支臂是旋翼系统的升力部件，旋翼支臂包括挥舞摆振铰组件10、U型件9、轴套7和桨叶8；旋翼支臂内端是挥舞摆振铰组件10，挥舞摆振铰组件10通过轴承与桨毂中央件11的安装支臂连接，旋翼支臂可绕轴承进行前后摆动，实现旋翼系统的摆振运动；所述U型件9通过轴承与挥舞摆振铰组件10连接，U型件9可绕轴承的轴线进行上下摆动，实现旋翼支臂的挥舞运动；所述轴套7通过滚动轴承和止推轴承与U型件9连接，轴套7可绕U型件9轴线进行扭转，实现旋翼支臂的扭转运动；所述桨叶8安装在旋翼支臂的最外端，桨叶8端部有两个螺栓孔，通过螺栓与轴套7连接，是旋翼系统的升力来源。
旋翼振动调节系统的作动部件包括所述的可控变距拉杆1以及变距摇臂6，可控变距拉杆1上端安装有带柄杆端轴承5，下端设置有连接耳片2；所述变距摇臂6内端设置有U型叉耳，外端设置有安装支座；可控变距拉杆1下端的连接耳片2与自动倾斜器3上设置的槽型叉耳4通过螺栓连接，实现可控变距拉杆1的安装支撑固定；可控变距拉杆1上端的带柄杆端轴承5通过螺栓与变距摇臂6的U型叉耳连接，变距摇臂6外端的安装支座通过螺栓与旋翼支臂的轴套7连接固定，实现旋翼振动调节系统的控制作动部件与升力部件的关联。
可控变距拉杆1内部是齿轮丝杆结构，通过齿轮丝杆的配合实现可控变距拉杆1的伸长和缩短；通过变距摇臂6带动旋翼支臂的轴套7的扭转，实现旋翼支臂的扭转运动，改变桨叶8的气动扭角，进而改变桨叶8的气动力。
所述的控制盒13内部安装有控制单元，所述可控变距拉杆由控制单元控制；控制盒13为圆柱形结构；控制盒13底部周向均匀分布有多个螺栓孔，通过螺栓与支撑件12上端面连接。在桨毂中央件11上安装有振动传感器，用于采集旋翼系统由于旋翼不平衡而产生的振动信号，所述振动传感器与控制单元连接，控制单元接收所述振动信号，通过计算后输出用于调节可控变距拉杆作动位移的指令，可控变距拉杆根据所述指令调节旋翼支臂的变距运动，从而改变桨叶8升力。
本技术方案的直升机旋翼振动调节系统，根据任何飞行工况下旋翼不平衡产生的桨毂振动信号，控制盒13内部的控制单元通过控制算法输出控制指令，可控变距拉杆1根据控制指令作动，实现拉杆的伸长或缩短，操纵旋翼支臂进行扭转，改变桨叶8的气动扭角，进而影响桨叶8气动力，调整旋翼系统不平衡，从而实现直升机在任何飞行工况下的旋翼振动调整。
以上实施例仅用于说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种直升机旋翼振动调节系统，其特征在于，包括旋翼轴、多个旋翼支臂、可控变距拉杆(1)、自动倾斜器(3)、桨毂中央件(11)和控制盒(13)；其中：
所述桨毂中央件(11)安装在旋翼轴上，桨毂中央件(11)上部固定所述的支撑件(12)，控制盒(13)通过支撑件(12)安装在桨毂中央件(11)的顶部；所述自动倾斜器(3)连接固定在桨毂中央件(11)的下部，桨毂中央件(11)周围均匀分布有多个安装支臂，每个安装支臂均通过轴承与一个旋翼支臂连接；旋翼支臂可绕轴承进行前后摆动，实现旋翼系统的摆振运动；
所述可控变距拉杆(1)下端与所述自动倾斜器(3)连接，上端通过变距摇臂(6)连接旋翼支臂；
所述的控制盒(13)内部安装有控制单元，所述可控变距拉杆(1)由控制单元控制；在桨毂中央件(11)上安装有振动传感器，用于采集旋翼系统由于旋翼不平衡而产生的振动信号，所述振动传感器与控制单元连接，控制单元接收所述振动信号，通过计算后输出用于调节可控变距拉杆(1)作动位移的指令，可控变距拉杆(1)根据所述指令调节旋翼支臂的变距运动，从而改变旋翼支臂中桨叶(8)的升力。
2.根据权利要求1所述的直升机旋翼振动调节系统，其特征在于，所述旋翼支臂包括挥舞摆振铰组件(10)、U型件(9)、轴套(7)和桨叶(8)；所述挥舞摆振铰组件(10)通过轴承与桨毂中央件(11)的安装支臂连接，旋翼支臂可绕轴承进行前后摆动，实现旋翼系统的摆振运动；所述U型件(9)通过轴承与挥舞摆振铰组件(10)连接，U型件(9)可绕轴承的轴线进行上下摆动，实现旋翼支臂的挥舞运动。
3.根据权利要求2所述的直升机旋翼振动调节系统，其特征在于，所述轴套(7)通过滚动轴承和止推轴承与U型件(9)连接，轴套(7)可绕U型件(9)轴线进行扭转，实现旋翼支臂的扭转运动；所述桨叶(8)安装在旋翼支臂的轴套(7)上，是旋翼系统的升力来源。
4.根据权利要求1所述的直升机旋翼振动调节系统，其特征在于，所述旋翼振动调节系统的作动部件包括所述的可控变距拉杆(1)以及变距摇臂(6)，可控变距拉杆(1)上端安装有带柄杆端轴承(5)，下端设置有连接耳片(2)；所述变距摇臂(6)内端设置有U型叉耳，外端设置有安装支座；可控变距拉杆(1)下端的连接耳片(2)与自动倾斜器(3)上设置的槽型叉耳(4)通过螺栓连接，实现可控变距拉杆(1)的安装支撑固定。
5.根据权利要求4所述的直升机旋翼振动调节系统，其特征在于，所述可控变距拉杆(1)上端的带柄杆端轴承(5)通过螺栓与变距摇臂(6)的U型叉耳连接，变距摇臂(6)外端的安装支座通过螺栓与旋翼支臂的轴套(7)连接固定，实现旋翼振动调节系统的控制作动部件与升力部件的关联。
6.根据权利要求1所述的直升机旋翼振动调节系统，其特征在于，所述的支撑件(12)是圆环结构，分为上、下支撑面，支撑面周向均布螺栓孔，支撑件(12)上端面通过螺栓实现与控制盒(13)的安装固定，支撑件(12)下端面通过螺栓与桨毂中央件(11)上部连接，实现支撑件(12)的安装固定。
7.根据权利要求1所述的直升机旋翼振动调节系统，其特征在于，所述可控变距拉杆(1)内部是齿轮丝杆结构，通过齿轮丝杆的配合实现可控变距拉杆(1)的伸长和缩短；通过变距摇臂(6)带动旋翼支臂的轴套(7)的扭转，实现旋翼支臂的扭转运动，改变桨叶(8)的气动扭角，进而改变桨叶(8)的气动力。
8.一种直升机，其特征在于，所述直升机采用根据权利要求1至7中任一权利要求所述的旋翼振动调节系统。
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