CN201376668Y - 双层旋翼直升飞机倾斜控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的双层旋翼直升飞机倾斜控制器，由机身上管状主轴，主轴上的上下旋翼座，安装旋翼，三套滚轮连接传动件，滚轮支架等组件连接组合而成，飞行员通过控制杆转盘对倾斜面控制杆的操作，能使上下旋翼在平面内可向任一方向同时倾斜，支撑着上下旋翼面保持平衡，下旋翼作正方向旋转，同时内圆锥形齿轮带动滚轮转动，滚轮带动上旋翼圆锥形齿轮转动。通过内外圆锥形齿轮与滚轮的连结方式，使上旋翼反方向转动。使上下旋翼旋转方向相反，滚轮支架与上下旋翼座都安装在球形座上，就能使上下旋翼在平面内同时向任一方向倾斜。经过操纵控制部分的试验，比较现有的直升飞机控制系统，有操作灵活，飞行安全，结构简单的特点，设备维修、保养方便。

Description

双层旋翼直升飞机倾斜控制器

技术领域

本实用新型涉及一种双层旋翼直升飞机的部件，是双层旋翼直升机旋翼盘倾斜和传递动力的控制器。

背景技术

几十年来，直升机在技术上经历了几项重大的突破性进展，从技术特征来看，大体上可以分为四代：20世纪30年代末直升机问世至60年代初期，是第一代直升机发展阶段。主要技术特征是：安装活塞式发动机；金属/木质混合式旋翼浆叶；机体为由钢管焊接成的桁架式或铝合金半硬壳式结构；装有简易的仪表和电子设备。最大平飞速度约200km/h，全机振动水平(约0.22g)、噪声水平(约110dB)均较高。典型的机型如米-4、bell47等直升机。2、第二代直升机。主要技术特征是：安装了第一代涡轮轴式发动机；全金属浆叶与金属铰接式浆毂构成的旋翼；机体主要仍为铝合金半硬壳式结构；开始采用最初的集成微电子设备。最大平飞速度约达250km/h。振动水平(约0.15g)、噪声水平(约100dB)有所降低。典型的机型有米-8、“超黄蜂”等直升机。3、第三代直升机主要技术特征是：安装第二代涡轴发动机；全复合材料浆叶及带有弹性元件的浆毂构成的旋翼；机体结构部分使用复合材料；采用大规模集成电路的电子设备和较先进的飞行控制系统。最大飞行速度约达300km/h。振动水平(约0.10g)、噪声水平(约90dB)又进一步得到控制。典型的机型有“海豚”、“山猫”、“黑鹰”、“阿帕奇”等直升机。4、第四代直升机主要技术特征包括：安装第三代涡轴发动机；装有进一步优化设计的翼型、浆尖和先进的复合材料旋翼浆叶，无轴承或弹性铰式等新型浆毂；机体结构大部分或全部使用复合材料；操纵系统改为电传操纵；机载电子设备采用数据总线、综合显示和任务管理；先进的飞行控制、通信导航等系统。最大平飞速度已约达315km/h。振动水平(约0.05g)、噪声水平(约80dB)已得到良好控制。典型的机型有“科曼奇”、NH-90等直升机。

进入二十一世纪，滚轮式旋翼喷气式直升机，组合了以上直升机的先进技术，其重要技术特征是：旋翼设计成油箱，翼尖设计成喷气式发动机，从而减少了机械设备的重量，提高了发动机的利用率和使用寿命，上下两层旋翼座和滚轮座都设计成球形结构，一般称为球形座，通过对滚轮的控制，可调整上下层旋翼的倾斜面，从而达到控制飞行方向，旋翼喷气直升机结构简单，操纵方便，旋翼使用铝合金材料，经久耐用，操作系统可人工操作，也可电传操作，旋翼喷气直升机还可设计成多层旋翼，成为超级直升飞机，其起飞重量可达100T以上。

目前，双层旋翼直升飞行器，旋翼是同轴正反向旋转，飞行方向是用滑动式拉杆调节旋翼的桨距，使旋翼盘升力不平衡，从而使旋翼盘产生斜倾，飞机就向前飞行。这种方式的飞行器控制器结构复杂，制造困难。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种双层旋翼直升飞机的旋翼倾斜控制器，倾斜控制器带动并控制上下层旋翼反向旋转，旋翼倾斜控制器调节旋翼倾斜的角度，调节上下层旋翼面的倾斜角度，旋翼倾斜器使上下层旋翼面的倾斜角度相互平行，飞行器朝旋翼倾斜方向飞行。

本实用新型的目的是这样实现的，

飞行器机身上设置一根空心较粗管状主轴，主轴的下部设置下旋翼座，下旋翼座安装在带有连结齿轮的下球形座上，下球形座安装在主轴下部的轴承上，下球形座球面上设置有滑槽，下旋翼座上设置有滑块，滑块能在球面上作上下活动，并把下球形座的旋转力传给下旋翼座，下旋翼座是一内圆锥形齿轮，旋翼就安装在齿轮下背面；主轴的上部设置上旋翼座，上旋翼座是一外圆锥形齿轮，齿轮安装在上球形座上，上球形座安装在主轴上部的轴承上，齿轮的上背面安装旋翼，在上下旋翼座的中间安装有三套滚轮，滚轮轴的两头设置有圆锥形齿轮，滚轮由上下两个三角支架支撑，支架都安装在球形座上，上支架使滚轮的上圆锥形齿轮与上旋翼座外圆锥形齿轮连结，下支架使滚轮的下圆锥形齿轮与下旋翼座的内圆锥形齿轮连结，滚轮架与控制杆支架连结，控制杆支架穿到主轴内，与倾斜面控制杆连结，由于上下旋翼座和上下三角形支架都是安装在球形座上，飞行员通过倾斜面控制杆的操作，能使上下旋翼在平面内可向任一方向同时倾斜，为了旋翼盘的平稳工作，设计了控制杆转盘，使倾斜面控制杆的工作状态保持稳定。滚轮的上下三个支点，支撑着上下旋翼面保持平衡，下旋翼作正方向旋转，同时内圆锥形齿轮带动滚轮转动，滚轮带动上旋翼圆锥形齿轮转动。通过内外圆锥形齿轮与滚轮的连结方式，使上旋翼反方向转动。

本实用新型的有益效果，根据上述方案，可使上下旋翼旋转方向相反，滚轮支架与上下旋翼座都安装在球形座上，就能使上下旋翼在平面内同时向任一方向倾斜。经过操纵控制部分的试验，比较现有的直升飞机控制系统，有操作灵活，飞行安全，结构简单的特点，设备维修、保养方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是下旋翼座内圆锥齿轮与滚轮的平面构造图；

图3是上旋翼座外圆锥齿轮与滚轮的平面构造图；

图4是滚轮结构示意图；

图5是控制杆支架结构图；

图6是下型座结构图；

图7是主轴结构示意图；

图8是倾斜面控制杆转盘俯视图；

图9是倾斜面控制杆转盘剖视示意图；

图10是滚轮圆锥齿轮构造示意图；

图11是带万向节式的圆锥齿轮构造示意图；

图12是下层齿轮润滑箱示意图；

图13是下层齿轮润滑箱剖视示意图；

图14是上层齿轮润滑箱示意图；

图15是上层齿轮润滑箱剖视示意图。

在图1-15中1.主轴，2.旋翼，3.上旋翼座，4.滚轮圆锥齿轮，5.上球型座，6.主轴承，7.上滚轮架，8.滚轮架球形座，9.万向连轴器，10.滚轮轴，11.滚轮轴承，12.下滚轮架，13.定位支架，14.连接螺丝，15.控制杆支架，16.倾斜面控制杆，17.窗口，18.下旋翼座，19.滑块，20.下球型座，21.连接齿轮，22.连杆，23.活动螺母，24.控制杆转盘，25.活动螺杆，26.小圆锥齿轮，27.转盘传动齿轮，28.转盘齿轮，29.下层齿轮润滑油箱，30.下层齿轮润滑油箱盖，31.橡胶密封圈，32.上层齿轮润滑油箱，33.上层齿轮润滑油箱盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

在附图1-15中，主轴1是一粗长空心管状主轴，下部扩大呈喇叭状，与机舱顶连结，主轴1的下部安装有轴承，轴承上安装下旋翼座18和外接齿轮21，下旋翼座20安装在下球形座20上，下球形座20的球面上设有一条滑槽，下旋翼座18上设有一滑块螺丝19，当连结齿轮21转动时，下球形座20的球面上的滑槽夹住滑块19，从而带动下旋翼座18转动，下旋翼座18是一内圆锥形齿轮，与下旋翼座18内圆锥形齿轮连结的是滚轮圆锥齿轮4，滚轮圆锥齿轮有3组，在一平面圆内间隔120度，使一平面圆内的3点，决定一平面的位置，滚轮圆锥齿轮4由下滚轮架12固定，下滚轮架12安装在滚轮架球形座8上，控制杆支架15的下面设有倾斜面控制杆16，倾斜面控制杆16与控制杆支架15紧配合，控制杆支架15伸出主轴1与下滚轮架12连结。主轴的上部安装有上球形座5，上旋翼座3是一外圆锥形齿轮，安装在上球形座5上，滚轮圆锥齿轮4与上球形座5的外圆锥形齿啮合，上滚轮架7安装在滚轮架球形座8上，从主轴1伸出上下两根定位支架13，夹住上下滚轮架7，12的一根支架，下旋翼2与上旋翼2各自安装在上下旋翼座的齿轮面背后，万向连轴器9起连接滚轮支架与滚轮轴承11的作用。控制杆转盘24上设有活动螺杆25，活动螺杆25上的一端有一小圆锥齿轮，活动螺母23套在活动螺杆25上，活动螺母23的上端设有球形连杆22，与倾斜面控制杆16滑配合，小圆锥齿轮26安装在控制杆转盘24的底部，与活动螺杆25上的圆锥齿轮啮合，转盘传动齿轮27带动转盘齿轮28转动，在下旋翼座18和下滚轮圆锥齿轮4的啮合处，设有下层齿轮润滑油箱29，设有下层齿轮润滑油箱盖30，在上旋翼座3和上滚轮圆锥齿轮4的啮合处，设有上层齿轮润滑油箱32，设有上层齿轮润滑油箱盖33，橡胶密封圈31安装在油箱盖上。

实施例2

在实际实施中，主轴1是一较粗的管状主轴，不旋转，当发动机齿轮带动连接齿轮21转动，下球形座20开始转动，下球形座20上的滑槽夹住下旋翼座18上的滑块19，带动下旋翼座18和滑块19转动，下旋翼座18上安装的旋翼也转动，下旋翼座18的内圆锥齿轮带动3套下滚轮圆锥齿轮4转动，上滚轮圆锥齿轮4转动时与上旋翼座3的外圆锥齿轮啮合，上旋翼座3带动上球型座5转动，并带动旋翼转动，由于滚轮圆锥齿轮4下头是与下旋翼座18的内圆锥齿啮合，上头是与上旋翼座3的外圆锥齿轮啮合，上下旋翼座反向旋转，上下旋翼反向旋转，可使机身在空中不产生自转。飞行方向是这样控制的。主轴1内有倾斜面控制杆16，倾斜面控制杆16与控制杆支架15是钢性连结，由于上下旋翼座3，18和上下滚轮支架都是安装在球形座上，3套滚轮按照120度位置支撑着上下旋翼座。使倾斜面控制杆16向一方向倾斜，滚轮上下圆锥齿轮产生一个倾斜面，上下旋翼座和旋翼在滚轮的支撑下，也产生两个互相平行的倾斜面，倾斜的方向就是飞行的方向，为了旋翼盘稳定的工作，设计了控制杆转盘24，在控制杆转盘24上设有一活动螺杆25，小圆锥齿轮26安装在控制杆转盘24的底部，与活动螺杆25上的圆锥齿轮啮合，小圆锥齿轮26转动时带动活动螺杆25上的圆锥齿轮，使活动螺杆25转动，活动螺母23套在活动螺杆25上，活动螺杆25的转动可带动活动螺母23前后移动，活动螺母23的上端设有球形连杆22，与倾斜面控制杆16滑配合，以上是倾斜面控制杆16的直线运动，转盘传动齿轮27带动转盘齿轮28转动，可使控制杆转盘24转动，并带动倾斜面控制杆16作圆弧运动，控制杆转盘24安装在主轴1内，倾斜面控制杆16与连杆22是滑配合，下球形座20上的滑槽位置与主轴1同向，定位支架13位置与主轴1同向，与主轴垂直的叉子夹住滚轮支架，保证了滚轮支架的任意倾斜，而不会随旋翼座转动，从而保证了上下滚轮架7和12垂直于主轴1，保证了滚轮圆锥齿轮与上下旋翼座的内外圆锥齿轮的啮合。

在实际实施中，由于上下旋翼座是绕球心运动，滚轮的圆锥齿轮是垂直于主轴运动，随着滚轮架倾斜角度的变化，滚轮圆锥齿轮与上下旋翼座的内外圆锥齿轮的啮合就会出现缝隙，影响齿轮的转动，说明书附图10～11是滚轮圆锥齿轮构造图，图中提出了两个解决方案，一是图10按照旋翼座和滚轮支架的倾斜角度，以此角度把滚轮圆锥齿轮的齿加工成圆弧，减少滚轮圆锥齿轮与上下旋翼座的内外圆锥齿轮的啮合缝隙。二是图11在滚轮圆锥齿轮的轴上，设计成球型，球上设有垂直于轴的滑槽，上面的滚轮轴是一球型套，球型套上固定一滑块，滑块在球的滑槽里上下滑动，带动滚轮圆锥齿轮转动，滚轮圆锥齿轮的齿面与上下旋翼座的内外圆锥齿轮的齿面不会出现缝隙。

在实际实施中，控制杆支架15要加工成两块，参照说明书附图图5，这样才能穿进主轴1内，再把倾斜面控制杆16旋进控制杆支架15的罗纹里。倾斜面控制杆16加工时要予留安装夹具位置。

在实际实施中，图12～13是下层齿轮润滑箱示意图，利用下旋翼座的内圆锥齿轮的外圆，适当加高，就是油箱的外壁，在下旋翼座的内圆锥齿轮的内圆，迈过滚轮圆锥齿轮处，安装一圈薄铁皮或塑料，就组成了下层齿轮润滑油箱，依照齿轮润滑箱的尺寸，加工一环形箱盖，箱盖安装在下滚轮支架的下面，下层齿轮润滑油箱转动，润滑油就会溅到齿轮上，

图14～15是上层齿轮润滑油箱示意图，加工一环状槽形箱，安装在上滚轮支架的上面，，就组成了上层齿轮润滑油箱，上层齿轮润滑油箱不转动，利用上旋翼座的外圆锥齿轮的外圆，适当加宽，就是油箱的外壁，在上旋翼座的外圆锥齿轮的内圆处，安装一圈薄铁皮或塑料，就组成了上层齿轮润滑油箱，为了防止油溅出来，油箱与油箱盖的结合处要用橡胶密封圈31。

Claims (1)

1、双层旋翼直升飞机倾斜控制器，其特征是飞行器机身上设置一根管状主轴，主轴的下部设置下旋翼座，下旋翼座安装在带有连结齿轮的下球形座上，下球形座安装在主轴下部的轴承上，下球形座球面上设置有滑槽，下旋翼座上设置有滑块，滑块能在球面上作上下活动，并把下球形座的旋转力传给下旋翼座，下旋翼座是一内圆锥形齿轮，旋翼就安装在齿轮下背面；主轴的上部设置上旋翼座，上旋翼座是一外圆锥形齿轮，齿轮安装在上球形座上，上球形座安装在主轴上部的轴承上，齿轮的上背面安装旋翼，在上下旋翼座的中间安装有三套滚轮，滚轮轴的两头设置有圆锥形齿轮，滚轮由上下两个三角支架支撑，支架都安装在球形座上，上支架使滚轮的上圆锥形齿轮与上旋翼座外圆锥形齿轮连结，下支架使滚轮的下圆锥形齿轮与下旋翼座的内圆锥形齿轮连结，滚轮架与控制杆支架连结，控制杆支架穿到主轴内，与倾斜面控制杆连结，由于上下旋翼座和上下三角形支架都是安装在球形座上，飞行员通过倾斜面控制杆的操作，能使上下旋翼在平面内可向任一方向同时倾斜，其中控制杆转盘，使倾斜面控制杆的工作状态保持稳定，滚轮的上下三个支点，支撑着上下旋翼面保持平衡，下旋翼作正方向旋转，同时内圆锥形齿轮带动滚轮转动，滚轮带动上旋翼圆锥形齿轮转动；通过内外圆锥形齿轮与滚轮的连结方式，使上旋翼反方向转动。

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