CN112407272A - 一种可自动收放式直升机尾撑及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于直升机结构设计技术领域，公开了一种可自动收放式直升机尾撑及其使用方法，包括：驱动传动限位机构、缓冲机构、底座组件、上连接组件、下连接组件；其中，驱动传动限位机构通过上连接组件与缓冲机构上端连接，底座组件通过下连接组件与缓冲机构下端连接，结构简单、使用维护方便、安全系数高。

Description

一种可自动收放式直升机尾撑及其使用方法

技术领域

本发明属于直升机结构设计技术领域，尤其涉及一种可自动收放式直升机尾撑及其使用方法。

背景技术

直升机尾撑指的是直升机尾梁下方的撑杆(如图1中E所示)，用于防止直升机重心后倾对直升机尾梁、尾桨等造成的损坏，目前现有技术中使用的直升机尾撑杆，只是将撑杆安装在直升机尾部下方，大多结构简单且为固定结构。

目前，国内直升机上使用的尾撑为机械弹簧或弹性块结构且固定、不可收放，靠形变产生支撑力。现阶段，飞行前后检查维护中只能依靠目视检查，无法保证机构的可靠性。往往随着使用周期的增长，机械弹簧或弹性块会测定变形失去了功效，一方面提高了直升机使用的成本，另一方面也降低直升机快速维护性。且机务在日常维护过程中容易对人员头部造成误伤。执行伞降训练时，尾撑作为尾梁上的凸出设备，降落伞的引导伞存在“钩挂”风险(如图2所示)。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种结构简单、使用维护方便、安全系数高的可自动收放式直升机尾撑及其使用方法，且成本较低，不仅可以起到缓冲、制动、支撑、高度调节、长度调节和角度调节功能，还可通过“自动”模式和“手动”模式，达到尾撑自动(或半自动)收放功能，方便地勤人员维护作业。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

技术方案一：

一种可自动收放式直升机尾撑，所述直升机尾撑包括：驱动传动限位机构、缓冲机构、底座组件、上连接组件、下连接组件；

其中，驱动传动限位机构通过上连接组件与缓冲机构上端连接，底座组件通过下连接组件与缓冲机构下端连接。

本发明技术方案一的特点和进一步的改进为：

(1)所述驱动传动限位机构包括：电机、传动机构齿轮、限位块、第一驱动杆、第二驱动杆；

电机通过第一驱动杆与传动机构齿轮连接，电机通过第二驱动杆与限位块连接。

(2)上连接组件包括：接头、轴承、轴承衬套、多功能螺栓、齿轮、连杆；

接头与直升机上的固定结构连接；轴承与接头紧固连接，连杆一端、轴承衬套、齿轮分别通过多功能螺栓与接头连接。

(3)上连接组件中的齿轮与传动机构齿轮啮合，连杆另一端与缓冲机构连接。

(4)缓冲机构采用液压式、气压式或者粘弹式机构。

技术方案二：

一种可自动收放式直升机尾撑的使用方法，应用于技术方案一所述的直升机尾撑，直升机尾撑包含三种状态：展开状态、运动状态、收缩状态；所述使用方法包括：

当直升机尾撑处于运动状态时，电机带动传动机构齿轮驱动上连接组件、缓冲机构、下连接组件、底座组件从展开状态到收缩状态或从收缩状态到展开状态。

本发明技术方案二的特点和进一步的改进为：

(1)上连接组件的齿轮与限位块的每个接触面为平面；

电机驱动传动机构齿轮转动90°，限位块通过第二驱动杆与上连接组件的齿轮接触并限位。

(2)所述第二驱动杆上设置有行程告警装置，用于当第二驱动杆未走完90°行程时，进行报警。

本发明涉及的尾撑由电机，传动机构，限位机构，上连接组件，缓冲机构(阻尼器)，下连接组件，底座组件组成；不仅可以起到缓冲、制动、支撑、高度调节、长度调节和角度调节功能，还可通过模式选择，完成尾撑收放功能；设计为分离式，便于维护人员更换需要更换的零部件，避免因为其中某一个部件导致整套产品返厂，影响装备完好率；以气体和液体等为工作介质的缓冲机构，确保了装备可靠性，若遇到直升机重心后倾，可更大程度保护直升机尾梁、尾桨，避免造成更大损失。

附图说明

图1为现有的尾撑结构示意图；

图2为现有的尾撑与降落伞示意图；

图3为本发明技术方案提供的尾撑结构示意图；

图4为本发明技术方案提供的尾撑结构局部放大示意图；

图5为本发明技术方案中尾撑可达到的状态示意图；

图6为本发明技术方案中尾撑“展开状态”示意图；

图7为本发明技术方案中尾撑“运动状态”示意图；

图8为本发明技术方案中尾撑“收缩状态”示意图；

图9为本发明实施例提供的多功能螺栓结构示意图；

其中，1-电机，2-传动机构齿轮3-齿轮，4-限位块，5-第一驱动杆，6-第二驱动杆，7-多功能螺栓，8-接头，9-轴承，10-轴承衬套，11-连杆，12-缓冲机构，13-下连接组件，14-底座组件。

具体实施方式

本发明实施例提供一种可自动收放式直升机尾撑，如图3所示，所述直升机尾撑包括：驱动传动限位机构、缓冲机构、底座组件、上连接组件、下连接组件；

其中，驱动传动限位机构通过上连接组件与缓冲机构上端连接，底座组件通过下连接组件与缓冲机构下端连接。

如图4中(a)所示，所述驱动传动限位机构包括：电机1、传动机构齿轮2、限位块4、第一驱动杆5、第二驱动杆6；

电机通过第一驱动杆与传动机构齿轮连接，电机通过第二驱动杆与限位块连接。

如图4中(b)所示，所述上连接组件包括：接头8、轴承9、轴承衬套10、多功能螺栓7、齿轮3、连杆11；

接头与直升机上的固定结构连接；轴承与接头紧固连接，连杆一端、轴承衬套、齿轮分别通过多功能螺栓与接头连接。

其中，上连接组件中的齿轮与传动机构齿轮啮合，连杆另一端与缓冲机构连接。

缓冲机构采用液压式、气压式或者粘弹式机构。

本发明实施例还提供一种可自动收放式直升机尾撑的使用方法，应用于上述实施例所述的直升机尾撑，直升机尾撑包含三种状态：展开状态(如图6所示)、运动状态(如图7所示)、收缩状态(如图8所示)；所述使用方法包括：

当直升机尾撑处于运动状态时，电机带动传动机构齿轮驱动上连接组件、缓冲机构、下连接组件、底座组件从展开状态到收缩状态或从收缩状态到展开状态。

(1)上连接组件的齿轮与限位块的每个接触面为平面；

电机驱动传动机构齿轮转动90°，限位块通过第二驱动杆与上连接组件的齿轮接触并限位。

(2)所述第二驱动杆上设置有行程告警装置，用于当第二驱动杆未走完90°行程时，进行报警。

所述电机，通过交流电驱动电机运转并带动传动机构、限位机构运动；

电机上传动机构齿轮和上连接组件齿轮，齿轮通过螺母和花键安装，设计为分离式，可以针对各部件磨损情况进行更换；

限位块由电机推动并定住上连接组件齿轮限位面；

所述上连接组件连杆，可小范围调整撑杆长度；

所述缓冲机构，可根据直升机的重量，调整相关参数或更换其它工作介质；

所述下连接组件，可更具直升机的重量以及其它参数，大范围调整撑杆长度，满足直升机的需求；

所述底座组件的底板可以自由更换不同形状，并设计为分离式，可以针对不同情况更换不同部位。

①缓冲机构可以起到缓冲、制动、支撑等功能；电机组件与上连接组件可调节高度、角度；调整下连接组件可调节尾撑长度；电机采集底层程序设置的开关量后，通过传动机构作出对应动作来控制撑杆旋转。

②以气体和液体等为工作介质的缓冲机构，由压力管、活塞、活塞杆及若干联接件组成，其内部充有高压，由于在活塞内部设有通孔，活塞两端气体压力相等，而活塞两侧的截面积不同，一端接有活塞杆而另一端没有，在压力作用下，产生向截面积小的一侧的压力，即支撑杆的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的压力或者不同直径的活塞杆而设定，并通过不同的工作介质来适应不同重量的直升机。

③尾撑从“展开状态”→“收缩状态”或“收缩状态”→“展开状态”，动作为电机的传动机构通过齿轮传递给上连接组件。

④地勤人员可通过操作“自动尾撑”、“手动尾撑”、“自检测”和“尾撑控制”开关，进行模式选择、实现收放功能。

⑤在“自动尾撑”模式下，可通过采集直升机轮载信号以及直升机所处的高度(高度可通过程序设置)进行控制：当直升机处于停放状态，尾撑将处于“收缩状态”；当直升机处于启动状态且轮载显示为地面状态，尾撑将处于“展开状态”；当轮载显示为空中状态且高度低于底层程序设置的高度(比如设置无线电高度指示为50m至200m以内)，则尾撑将处于“收缩状态”；当轮载显示为空中状态且高度低于底层程序设置的高度(比如设置无线电高度指示为200m以上)，则尾撑将处于“展开状态”；当轮载显示为空中状态，若飞行速度超过底层程序设置的速度(伞降训练有速度限制，比如180km/h)时，则尾撑将处于“收缩状态”；当轮载显示为空中状态且高度低于底层程序设置的高度(比如设置无线电高度指示为50m以内)，则尾撑将处于“展开状态”。

⑥在“手动尾撑”模式下，操作人员可通过上、下抬“尾撑控制”开关，随意控制尾撑旋转角度；摁压“尾撑控制”开关，则尾撑自动回初始位置(展开状态)；若操作人员选择“手动模式”且在一定时间范围内(底层程序设置的时间要求，比如10秒)未对尾撑进行控制，则自动切换到“自动尾撑”模式，并对直升机当前状态选择“展开状态”、“收缩状态”。

⑦操作人员摁压“自检测”摁钮(此时轮载信号必须为地面状态)，尾撑将会自动从“展开状态”→“收缩状态”→“展开状态”，完成一个行程后“自检测”摁钮灯灭。

⑧操作人员不可私自调整“展开状态”、“收缩状态”以及撑杆长度的基准，可以由产品维护人员进行调整至用户认可状态。

⑨当撑杆的传动机构运转行程在某一方向上运动达到1/4圈时，会触发限位机构运动，限制撑杆继续旋转，可避免撑杆与机体碰撞。

本发明涉及的尾撑由“自动尾撑”、“手动尾撑”、“自检测”和“尾撑控制”开关，电机，传动机构，限位机构，上连接组件，缓冲机构(阻尼器)，下连接组件，底座组件组成；不仅可以起到缓冲、制动、支撑、高度调节、长度调节和角度调节功能，还可通过模式选择，完成尾撑收放功能；设计为分离式，便于维护人员更换需要更换的零部件，避免因为其中某一个部件导致整套产品返厂，影响装备完好率；以气体和液体等为工作介质的缓冲机构，确保了装备可靠性，若遇到直升机重心后倾，可更大程度保护直升机尾梁、尾桨，避免造成更大损失。本发明可以避免降落伞的引导伞存在的“钩挂”风险，本发明技术方案中的尾撑可达到的状态如图5所示，方便地勤人员维护作业。

本发明提供的一种可自动收放式直升机尾撑，结构简单、使用维护方便、安全系数高，且成本较低的尾撑。不仅可以起到缓冲、制动、支撑、高度调节、长度调节和角度调节功能，还可通过“自动”模式和“手动”模式，达到尾撑自动(或半自动)收放功能，方便地勤人员维护作业。在大速度前飞状态下，尾撑将处于“收缩状态”，可以突破常规构型直升机的飞行速度限制创造可能性。在具备伞降训练的条件下，尾撑将处于“收缩状态”，可以消除尾撑带来的安全隐患。

Claims (8)

1.一种可自动收放式直升机尾撑，其特征在于，所述直升机尾撑包括：驱动传动限位机构、缓冲机构(12)、底座组件(14)、上连接组件、下连接组件(13)；

其中，驱动传动限位机构通过上连接组件与缓冲机构上端连接，底座组件通过下连接组件与缓冲机构下端连接。

2.根据权利要求1所述的一种可自动收放式直升机尾撑，其特征在于，所述驱动传动限位机构包括：电机(1)、传动机构齿轮(2)、限位块(4)、第一驱动杆(5)、第二驱动杆(6)；

电机(1)通过第一驱动杆(5)与传动机构齿轮(2)连接，电机(1)通过第二驱动杆(6)与限位块(4)连接。

3.根据权利要求1所述的一种可自动收放式直升机尾撑，其特征在于，上连接组件包括：接头(8)、轴承(9)、轴承衬套(10)、多功能螺栓(7)、齿轮(3)、连杆(11)；

接头(8)与直升机上的固定结构连接；轴承(9)与接头(8)紧固连接，连杆(11)一端、轴承衬套(10)、齿轮(3)分别通过多功能螺栓(7)与接头(8)连接。

4.根据权利要求3所述的一种可自动收放式直升机尾撑，其特征在于，上连接组件中的齿轮(3)与传动机构齿轮啮合(2)，连杆(11)另一端与缓冲机构(12)连接。

5.根据权利要求1所述的一种可自动收放式直升机尾撑，其特征在于，缓冲机构采用液压式、气压式或者粘弹式机构。

6.一种可自动收放式直升机尾撑的使用方法，应用于如权利要求1-5中任一项所述的直升机尾撑，其特征在于，直升机尾撑包含三种状态：展开状态、运动状态、收缩状态；所述使用方法包括：

当直升机尾撑处于运动状态时，电机带动传动机构齿轮驱动上连接组件、缓冲机构、下连接组件、底座组件从展开状态到收缩状态或从收缩状态到展开状态。

7.根据权利要求6所述的一种可自动收放式直升机尾撑的使用方法，其特征在于，上连接组件的齿轮与限位块的每个接触面为平面；

电机驱动传动机构齿轮转动90°，限位块通过第二驱动杆与上连接组件的齿轮接触并限位。

8.根据权利要求7所述的一种可自动收放式直升机尾撑的使用方法，其特征在于，所述第二驱动杆上设置有行程告警装置，用于当第二驱动杆未走完90°行程时，进行报警。

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