CN116552781B - 倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及推进技术领域,特别是涉及倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,包括根部翼型块、扭转驱动组件、翼型柔性扭转变形组件、尖部翼型块和锁紧安装基座;翼型柔性扭转变形组件安装在根部翼型块与尖部翼型块之间,翼型柔性扭转变形组件的两端分别与根部翼型块与尖部翼型块传动连接;锁紧安装基座固接在根部翼型块远离尖部翼型块一侧;根部翼型块内侧中部固接有舵机舱,扭转驱动组件的一端与安装在舵机舱内的专用圆柱舵机传动连接,扭转驱动组件的另一端与尖部翼型块传动连接;锁紧安装基座用于与变距机构输出轴传动连接。本发明可以使桨叶能够承受更大压力、重量大大减轻,进而减少油耗,提高载荷能力和航行速度。
Description
技术领域
本发明涉及推进技术领域,特别是涉及倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构。
背景技术
倾转旋翼技术被应用在航空领域,能够实现在飞行速度和距离上的更大突破,然而相较其他机型,安全飞行记录十分糟糕,高事故率已然摆在现实面前,其原因是技术难度高,在旋翼倾转过程中,难以保持气动特性的稳定,未能解决旋翼/机翼、旋翼/旋翼、旋翼/结构之间的气动干扰问题,还有操纵控制技术及操纵系统动力学设计等方面都遇到了许多技术难题。
在柔性机翼概念被提出后,经过近二十年的研究,世界上第一个柔性机翼产品FlexFoil问世,经过长久的试验,此机翼表现出了良好的综合气动性能,与传统固定翼相比,可以承受更高的动态压力,油耗降低了12%,还可以增加20%的有效载荷,能预防机身受气流扰动时产生的颠簸,且自身结构更加稳定,由于取消了襟翼的设计,减少了大量的活动部件,从而大大减小了发生故障的几率。
随着空气动力理论、形状记忆类新型复合材料和加工工艺等前沿研究方向取得突出成果,推动绿色航空和航空安全理念成为现实需要,所以飞机装备迭代更新已然进行。人们发现柔性机翼更加可靠、安静、使机舱更加舒适、减轻重量、节省油耗、改善整桨流场气动干扰和增加有效载荷等诸多优点。
然而,经过大量调研,现有的柔性机翼结构不符合倾转旋翼螺旋桨叶片结构需求,不具备旋翼倾转的能力,并且机翼整体扭转变形从根部到尖部存在不同步,翼型变化局部一致,从而也不符合倾转旋翼螺旋桨的扭转变形需求,因此亟需倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构来解决。
发明内容
本发明的目的是提供倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,以解决上述问题。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,包括根部翼型块、扭转驱动组件、翼型柔性扭转变形组件、尖部翼型块和锁紧安装基座;
所述翼型柔性扭转变形组件安装在所述根部翼型块与所述尖部翼型块之间,所述翼型柔性扭转变形组件的两端分别与所述根部翼型块与所述尖部翼型块传动连接;
所述锁紧安装基座固接在所述根部翼型块远离所述尖部翼型块一侧;
所述根部翼型块内侧中部固接有舵机舱,所述扭转驱动组件的一端与安装在所述舵机舱内的专用圆柱舵机传动连接,所述扭转驱动组件的另一端与所述尖部翼型块传动连接;
所述锁紧安装基座用于与变距机构输出轴传动连接。
优选的,所述翼型柔性扭转变形组件包括若干间隔排列的中部翼型块,若干所述中部翼型块的尺寸随桨叶翼型轮廓变化,位于桨叶根部的所述中部翼型块尺寸大于位于桨叶尖部的所述中部翼型块,若干所述中部翼型块中部与所述扭转驱动组件中部传动连接;
若干所述中部翼型块的外侧安装有柔性支撑部,所述柔性支撑部的两端分别与所述根部翼型块和所述尖部翼型块固接,所述柔性支撑部外包裹有柔性蒙皮。
优选的,相邻两所述中部翼型块之间间距相同,位于一端的所述中部翼型块与所述根部翼型块的间距与相邻两所述中部翼型块之间间距相同,位于另一端的所述中部翼型块与所述尖部翼型块的间距与相邻两所述中部翼型块之间间距相同。
优选的,所述扭转驱动组件包括扭力杆,所述扭力杆的一端与所述专用圆柱舵机的输出轴固接,所述扭力杆的另一端与所述尖部翼型块中部固接,所述扭力杆上间隔开设有若干安装槽,若干所述安装槽与若干所述中部翼型块一一对应,所述安装槽用于安装所述中部翼型块,所述中部翼型块与所述扭力杆传动连接。
优选的,所述中部翼型块内侧设有若干分布式交叉板筋,所述分布式交叉板筋用于支撑所述中部翼型块外轮廓,位于所述中部翼型块中部的所述分布式交叉板筋中心设有通槽,所述通槽内安装有涡卷弹簧,所述涡卷弹簧外圈一端与所述通槽内壁固接,所述涡卷弹簧内圈一端与相对应的所述安装槽侧壁固接。
优选的,所述柔性支撑部包括若干环绕所述根部翼型块轮廓间隔设置的柔性板筋,所述尖部翼型块、所述根部翼型块和若干所述中部翼型块的外轮廓均开设有用于安装所述柔性板筋的开槽,所述柔性板筋通过相对应的若干所述开槽嵌固在所述尖部翼型块、所述根部翼型块和若干所述中部翼型块的外壁上。
优选的,所述扭力杆远离所述根部翼型块一端开设有限位槽,所述限位槽上设有第一通孔,所述限位槽通过所述第一通孔固接有横杆的一端,所述横杆的另一端固接有锁紧块,所述锁紧块嵌固在所述尖部翼型块的中部,所述横杆穿过所述尖部翼型块的侧壁。
优选的,所述横杆开设有第二通孔,所述第一通孔与所述第二通孔同心设置,所述第一通孔与所述第二通孔结构相同。
本发明具有如下技术效果:使用时,锁紧安装基座1用来连接变距机构的输出轴,变距机构能够实现桨叶整体的扭转,实现桨叶角动态变化,做变距运动时,变距机构通过锁紧安装基座1带动根部翼型块2转动,通过根部翼型块2带动带动桨叶整体做变距运动,当桨叶需要做柔性扭转运动时,根部翼型块2和尖部翼型块5的扭转角度是根据倾转旋翼机的飞行状况变化而变化,当机身处于垂直起降/悬停状态时,根部翼型块2到尖部翼型块5过渡有较小的扭转,当机身处于巡航状态时,根部翼型块2到尖部翼型块5过渡有较大的扭转,在变距机构调整好桨叶整体倾角后,根部翼型块2位置及角度不发生变化,通过舵机舱10内的专用圆柱舵机带动扭转驱动组件使根部翼型块2与尖部翼型块5发生的扭转,在扭转变化过程中,根部翼型块2和尖部翼型块5是主要转动部件,翼型柔性扭转变形组件起到协同转动的作用,通过倾转旋翼技术与柔性机翼技术的结合,使得桨叶能够承受更大压力、重量大大减轻,进而减少油耗,提高载荷能力和航行速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图:
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明内部结构示意图;
图3为本发明根部翼型块结构示意图;
图4为本发明根部翼型块与中部翼型块结构示意图;
图5为本发明图4中A处局部放大图;
图6为本发明舵机舱结构示意图;
图7为本发明扭力杆结构示意图;
图8为本发明图7中B处结构示意图;
图9为本发明扭力杆与各个中部翼型块连接示意图;
图10为本发明图9中C处局部放大图;
图11为本发明销钉柱结构示意图;
其中,1、锁紧安装基座;2、根部翼型块;3、分布式交叉板筋;4、涡卷弹簧;5、尖部翼型块;6、锁紧块;7、柔性板筋;8、柔性蒙皮;9、中部翼型块;10、舵机舱;11、扭力杆;12、锁紧块卡槽;13、安装槽;14、第一通孔;15、第二通孔;16、横杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图1至图11,本发明提供倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,包括根部翼型块2、扭转驱动组件、翼型柔性扭转变形组件、尖部翼型块5和锁紧安装基座1;
翼型柔性扭转变形组件安装在根部翼型块2与尖部翼型块5之间,翼型柔性扭转变形组件的两端分别与根部翼型块2与尖部翼型块5传动连接;
锁紧安装基座1固接在根部翼型块2远离尖部翼型块5一侧;
根部翼型块2内侧中部固接有舵机舱10,扭转驱动组件的一端与安装在舵机舱10内的专用圆柱舵机传动连接,扭转驱动组件的另一端与尖部翼型块5传动连接;
锁紧安装基座1用于与变距机构输出轴传动连接。
使用时,锁紧安装基座1用来连接变距机构的输出轴,变距机构能够实现桨叶整体的扭转,实现桨叶角动态变化,做变距运动时,变距机构通过锁紧安装基座1带动根部翼型块2转动,通过根部翼型块2带动带动桨叶整体做变距运动,当桨叶需要做柔性扭转运动时,根部翼型块2和尖部翼型块5的扭转角度是根据倾转旋翼机的飞行状况变化而变化,当机身处于垂直起降/悬停状态时,根部翼型块2到尖部翼型块5过渡有较小的扭转,当机身处于巡航状态时,根部翼型块2到尖部翼型块5过渡有较大的扭转,在变距机构调整好桨叶整体倾角后,根部翼型块2位置及角度不发生变化,通过舵机舱10内的专用圆柱舵机带动扭转驱动组件使根部翼型块2与尖部翼型块5发生的扭转,在扭转变化过程中,根部翼型块2和尖部翼型块5是主要转动部件,翼型柔性扭转变形组件起到协同转动的作用,通过倾转旋翼技术与柔性机翼技术的结合,使得桨叶能够承受更大压力、重量大大减轻,进而减少油耗,提高载荷能力和航行速度。
专用圆柱舵机可通过程序设定精准控制其运转时间和频率,目的是可以实现桨叶整体智能扭转变形功能;
其中所述专用圆柱舵机外形采用圆柱形状,目的是在获得高效输出扭力的情况下,舵机体积最小化,并且外形适合桨叶内部结构。
进一步优化方案,翼型柔性扭转变形组件包括若干间隔排列的中部翼型块9,若干中部翼型块9的尺寸随桨叶翼型轮廓变化,位于桨叶根部的中部翼型块9尺寸大于位于桨叶尖部的中部翼型块9,若干中部翼型块9中部与扭转驱动组件中部传动连接;
若干中部翼型块9的外侧安装有柔性支撑部,柔性支撑部的两端分别与根部翼型块2和尖部翼型块5固接,柔性支撑部外包裹有柔性蒙皮8。
进一步优化方案,相邻两中部翼型块9之间间距相同,位于一端的中部翼型块9与根部翼型块2的间距与相邻两中部翼型块9之间间距相同,位于另一端的中部翼型块9与尖部翼型块5的间距与相邻两中部翼型块9之间间距相同。
进一步优化方案,扭转驱动组件包括扭力杆11,扭力杆11的一端与专用圆柱舵机的输出轴固接,扭力杆11的另一端与尖部翼型块5中部固接,扭力杆11上间隔开设有若干安装槽13,若干安装槽13与若干中部翼型块9一一对应,安装槽13用于安装中部翼型块9,中部翼型块9与扭力杆11传动连接。
进一步优化方案,中部翼型块9内侧设有若干分布式交叉板筋3,分布式交叉板筋3用于支撑中部翼型块9外轮廓,位于中部翼型块9中部的分布式交叉板筋3中心设有通槽,通槽内安装有涡卷弹簧4,涡卷弹簧4外圈一端与通槽内壁固接,涡卷弹簧4内圈一端与相对应的安装槽13侧壁固接。
进一步优化方案,柔性支撑部包括若干环绕根部翼型块2轮廓间隔设置的柔性板筋7,尖部翼型块5、根部翼型块2和若干中部翼型块9的外轮廓均开设有用于安装柔性板筋7的开槽,柔性板筋7通过相对应的若干开槽嵌固在尖部翼型块5、根部翼型块2和若干中部翼型块9的外壁上。
各个中部翼型块9之间设计为均等距离,且位于两端的中部翼型块9分别与根部翼型块2和尖部翼型块5之间的间距与两个尖部翼型块5之间的间距相等,并且设计的宽度偏窄,目的是使柔性蒙皮8受到相同支撑力,还有扭力杆上各阶梯部分承受均等的扭力,各个中部翼型块9、根部翼型块2和尖部翼型块5选用刚性材料,目的是使其重心位置合适,还有承受给定的扭力和空气动态压力。在中部翼型块9中部还固接有若干分布式交叉板筋3,目的是支撑中部翼型块9的外轮廓,使其保持设计结构。
在各个中部翼型块9、根部翼型块2和尖部翼型块5的压力面与吸力面分别设计有三段开槽,其宽度与配合安装的柔性板筋7的宽度一致,目的是固定柔性板筋7纵向位置,防止发生纵向运动偏离。
当根部翼型块2和尖部翼型块5之间产生扭转时,环绕设置在根部翼型块2和尖部翼型块5周向的若干柔性板筋7也产生扭转,由于柔性板筋7也固接在各个中部翼型块9的外壁上,使得柔性板筋7带动各个中部翼型块9产生不同程度的扭转,进而使包裹在外部的柔性蒙皮8产生平滑的过渡面。
涡卷弹簧4可储存中部翼型块9转动的过剩能量,以限制其转动过量,尤其在反向转动过程中,复位涡卷弹簧可释放弹性势能,助力中部翼型块9归位,这样可节省圆柱舵机的输出功率;
其中涡卷弹簧4是由两条薄弹簧片堆叠,并且卷曲定型而成,目的是内外端部的弹簧片可分别嵌入中部翼型块9中部的分布式交叉板筋3中心设置的通槽内壁和扭力杆11的相对应的安装槽13中,起到固定作用;
其中涡卷弹簧4安装位置介于中部翼型块9与扭力杆11之间,目的是缓冲圆柱舵机给定的扭力,同时传递扭力并作用于中部翼型块9;
其中涡卷弹簧4的性能参数应适合相应配合连接的中部翼型块9结构。
当桨叶处于初始位置时,涡卷弹簧4不储存或释放弹性势能;当桨叶发生扭转运动过程,涡卷弹簧4不仅开始储存弹性势能,而且加之扭力杆11反方向扭力工作与涡卷弹簧4释放过程成相对关系,则两者运动达到平衡状态时,中部翼型块9的转动会被牢牢约束,因此机身在飞行状态时,中部翼型块9不会随空气做伴随转动,也就不会导致桨叶有不必要的复杂气动干扰;当桨叶发生相反的扭转变形时,压缩的涡卷弹簧4开始释放弹性势能,将其转化成机械势能,这样不仅会节省圆柱舵机输出功率,还会助力扭力杆11反向转动,不至于疲劳工作,延长扭力杆11使用寿命。
扭力杆11用于直接传递专用圆柱舵机输出扭力,带动接触的各中部翼型块9同步扭转,尤其是在其根部和尖部的扭力,对根部翼型块2和尖部翼型块5有明显的响应,另外扭力杆11上的若干安装槽13决定各中部翼型块9的横向安装位置,在桨叶自适应扭转性能上是一个至关重要的部件。
扭力杆11上的若干安装槽13也是等距布置的,安装槽13与中部翼型块9一一对应,安装槽13呈阶梯状,可以对中部翼型块9同时起到限位作用。
将涡卷弹簧4的一端安装在安装槽13内,安装槽13起到固定涡卷弹簧4和中部翼型块9的作用,防止其偏离安装位置;
在安装槽13内设有U型通孔,目的是嵌入复位涡卷弹簧尾端。
柔性板筋7采用的材料是形状记忆复合环氧树脂,在规定的形状变化范围内,可承受给定的拉力、扭力和空气动态压力,其中柔性板筋7的两端正好嵌入桨叶根部的根部翼型块2和尖部的尖部翼型块5的压力面和吸力面凹槽内,目的是方便下一步铺设柔性蒙皮8。
若干柔性板筋7、若干中部翼型块9、根部翼型块2和尖部翼型块5共同组成了一个桨叶的内部构造,当桨叶做扭转运动时,柔性板筋7发挥自身独特性能,随各个中部翼型块9做扭转变形,并且两中部翼型块9之间各截面部分的翼型形状各不相同,还有从桨叶根部到尖部过程中,压力面和吸力面会很平滑,所以非常适合倾转旋翼螺旋桨扭转变形的工况需求,同时也是配合与协调柔性蒙皮8性能的重要部件。
舵机舱10外形采用圆筒形状,尾部中心设有U型销钉槽,目的是为了插入销钉柱。
在根部翼型块2中部开设有U型销钉槽和圆柱槽,目的是为了更好的固定销钉柱,防止脱离;
其中U型销钉槽和圆柱槽是组合形式。
进一步的,锁紧安装基座1与变距机构连接处设计成梅花凸台,并且与锁紧安装基座1的圆柱凸台形成组合,目的是为了与变距机构紧密连接,防止其脱落和发生振动。
在锁紧安装基座1的圆柱凸台边缘布有等间距的10个通孔,目的是为了插入螺栓。
销钉柱为两侧均设有一段U型销钉柱,中间一段是圆柱形的结构,目的是与舵机舱10和根部翼型块2通过U型销钉柱与U型销钉槽配合保持更紧密的连接接触,防止脱离和零件间震动。设置销钉柱的目的是为了在专用圆柱舵机待机状态时,通过变距机构运动,会同步带动根部翼型块2和扭力杆11转动,进而实现桨叶整体变距。
柔性蒙皮8的材料采用“手撕钢”,目的是利用其高柔性、低厚度、重量轻、强度大、韧性强、耐腐蚀、抗氧化等优良性能,实现倾转旋翼螺旋桨自适应扭转变形功能。
进一步优化方案,扭力杆11远离根部翼型块2一端开设有限位槽12,限位槽12上设有第一通孔14,限位槽12通过第一通孔固接有横杆16的一端,横杆16的另一端固接有锁紧块6,锁紧块6嵌固在尖部翼型块5的中部,横杆16穿过尖部翼型块5的侧壁。
进一步优化方案,横杆16开设有第二通孔15,第一通孔14与第二通孔15同心设置,第一通孔14与第二通孔15结构相同。
扭力杆11的尖部一小段开设限位槽12,限位槽12设计成销钉U型柱,目的是与横杆16过盈配合,防止做圆周打滑;
其中限位槽12上设计有第一通孔14,目的是使横杆16的第二通孔15对接后可安装螺栓,固定横杆16的横向位置,防止横杆16发生横向偏离运动。
锁紧块6嵌入尖部翼型块5外端凹槽内,并且通过横杆16与扭力杆11尖部连接,一同受专用圆柱舵机控制,当专用圆柱舵机工作时,则扭力杆11尖部转动,由于锁紧块6的作用,尖部翼型块5才能同步转动,所以在根部翼型块2到尖部翼型块5的扭转变化过程中,锁紧块6是至关重要的部件。
本发明的工作过程如下:使用时,锁紧安装基座1连接在变距机构的输出轴上,当专用圆柱舵机待机状态时,通过变距机构运动,会同步带动锁紧安装基座1、根部翼型块2和扭力杆11转动,进而实现桨叶整体变距;
当桨叶需要做柔性扭转运动时,专用圆柱舵机通过扭力杆11带动各中部翼型块9同步扭转,同时根部翼型块2和尖部翼型块5在扭力杆11作用下发生明显的相对扭转,根部翼型块2、各中部翼型块9和尖部翼型块5使若干柔性板筋7发生扭转变形,进而使外部包裹的柔性蒙皮8也发生变形;同时,在扭力杆11作用下,涡卷弹簧4不仅开始储存弹性势能,加之扭力杆11反方向扭力工作与涡卷弹簧4释放过程成相对关系,使两者运动达到平衡状态时,中部翼型块9的转动会被牢牢约束,使得机身在飞行状态时,中部翼型块9不会随空气做伴随转动,也就不会导致桨叶有不必要的复杂气动干扰;当桨叶发生相反的扭转变形时,压缩的涡卷弹簧4开始释放弹性势能,将其转化成机械势能,节省圆柱舵机输出功率,还会助力扭力杆11反向转动,延长扭力杆11使用寿命。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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,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的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,其特征在于:包括根部翼型块(2)、扭转驱动组件、翼型柔性扭转变形组件、尖部翼型块(5)和锁紧安装基座(1);
所述翼型柔性扭转变形组件安装在所述根部翼型块(2)与所述尖部翼型块(5)之间,所述翼型柔性扭转变形组件的两端分别与所述根部翼型块(2)与所述尖部翼型块(5)传动连接;
所述锁紧安装基座(1)固接在所述根部翼型块(2)远离所述尖部翼型块(5)一侧;
所述根部翼型块(2)内侧中部固接有舵机舱(10),所述扭转驱动组件的一端与安装在所述舵机舱(10)内的专用圆柱舵机传动连接,所述扭转驱动组件的另一端与所述尖部翼型块(5)传动连接;
所述锁紧安装基座(1)用于与变距机构输出轴传动连接;
所述翼型柔性扭转变形组件包括若干间隔排列的中部翼型块(9),若干所述中部翼型块(9)的尺寸随桨叶翼型轮廓变化,位于桨叶根部的所述中部翼型块(9)尺寸大于位于桨叶尖部的所述中部翼型块(9),若干所述中部翼型块(9)中部与所述扭转驱动组件中部传动连接;
若干所述中部翼型块(9)的外侧安装有柔性支撑部,所述柔性支撑部的两端分别与所述根部翼型块(2)和所述尖部翼型块(5)固接,所述柔性支撑部外包裹有柔性蒙皮(8)。
2.根据权利要求1所述倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,其特征在于:相邻两所述中部翼型块(9)之间间距相同,位于一端的所述中部翼型块(9)与所述根部翼型块(2)的间距与相邻两所述中部翼型块(9)之间间距相同,位于另一端的所述中部翼型块(9)与所述尖部翼型块(5)的间距与相邻两所述中部翼型块(9)之间间距相同。
3.根据权利要求1所述倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,其特征在于:所述扭转驱动组件包括扭力杆(11),所述扭力杆(11)的一端与所述专用圆柱舵机的输出轴固接,所述扭力杆(11)的另一端与所述尖部翼型块(5)中部固接,所述扭力杆(11)上间隔开设有若干安装槽(13),若干所述安装槽(13)与若干所述中部翼型块(9)一一对应,所述安装槽(13)用于安装所述中部翼型块(9),所述中部翼型块(9)与所述扭力杆(11)传动连接。
4.根据权利要求3所述倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,其特征在于:所述中部翼型块(9)内侧设有若干分布式交叉板筋(3),所述分布式交叉板筋(3)用于支撑所述中部翼型块(9)外轮廓,位于所述中部翼型块(9)中部的所述分布式交叉板筋(3)中心设有通槽,所述通槽内安装有涡卷弹簧(4),所述涡卷弹簧(4)外圈一端与所述通槽内壁固接,所述涡卷弹簧(4)内圈一端与相对应的所述安装槽(13)侧壁固接。
5.根据权利要求1所述倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,其特征在于:所述柔性支撑部包括若干环绕所述根部翼型块(2)轮廓间隔设置的柔性板筋(7),所述尖部翼型块(5)、所述根部翼型块(2)和若干所述中部翼型块(9)的外轮廓均开设有用于安装所述柔性板筋(7)的开槽,所述柔性板筋(7)通过相对应的若干所述开槽嵌固在所述尖部翼型块(5)、所述根部翼型块(2)和若干所述中部翼型块(9)的外壁上。
6.根据权利要求3所述倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,其特征在于:所述扭力杆(11)远离所述根部翼型块(2)一端开设有限位槽(12),所述限位槽(12)上设有第一通孔(14),所述限位槽(12)通过所述第一通孔(14)固接有横杆(16)的一端,所述横杆(16)的另一端固接有锁紧块(6),所述锁紧块(6)嵌固在所述尖部翼型块(5)的中部,所述横杆(16)穿过所述尖部翼型块(5)的侧壁。
7.根据权利要求6所述倾转旋翼螺旋桨桨叶自适应智能扭转变形机构,其特征在于:所述横杆(16)开设有第二通孔(15),所述第一通孔(14)与所述第二通孔(15)同心设置,所述第一通孔(14)与所述第二通孔(15)结构相同。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109533316A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-29 | 中国直升机设计研究所 | 一种可差动变距桨叶及直升机旋翼系统 |
CN110329503A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-15 | 北方工业大学 | 自适应变扭转的智能倾转旋翼螺旋桨桨叶 |
CN210852911U (zh) * | 2019-07-25 | 2020-06-26 | 北方工业大学 | 自适应变扭转的智能倾转旋翼螺旋桨桨叶 |
CN111688913A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种双驱动可变展长与上下反角的机翼 |
CN114655422A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-06-24 | 彩虹无人机科技有限公司 | 一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构和航空飞行器 |
CN115352627A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-11-18 | 北方工业大学 | 螺旋桨及倾转旋翼机 |
-
2023
- 2023-06-07 CN CN202310667633.7A patent/CN116552781B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109533316A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-29 | 中国直升机设计研究所 | 一种可差动变距桨叶及直升机旋翼系统 |
CN110329503A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-15 | 北方工业大学 | 自适应变扭转的智能倾转旋翼螺旋桨桨叶 |
CN210852911U (zh) * | 2019-07-25 | 2020-06-26 | 北方工业大学 | 自适应变扭转的智能倾转旋翼螺旋桨桨叶 |
CN111688913A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种双驱动可变展长与上下反角的机翼 |
CN114655422A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-06-24 | 彩虹无人机科技有限公司 | 一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构和航空飞行器 |
CN115352627A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-11-18 | 北方工业大学 | 螺旋桨及倾转旋翼机 |
Also Published As
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