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

双层旋翼直升飞机倾斜控制器 Download PDF

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CN201376668Y CN200920125353U CN200920125353U CN201376668Y CN 201376668 Y CN201376668 Y CN 201376668Y CN 200920125353 U CN200920125353 U CN 200920125353U CN 200920125353 U CN200920125353 U CN 200920125353U CN 201376668 Y CN201376668 Y CN 201376668Y
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彭凯
李林
陈古力
彭纪钢
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李林
彭凯
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    • B64C27/58Transmitting means
    • B64C27/59Transmitting means mechanical
    • B64C27/605Transmitting means mechanical including swash plate, spider or cam mechanisms

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(U2g)、噪 声水平(约110dB)均较高。典型的机型如米一4、 belW7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。典型的机型有米一8、"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;全复合材料桨叶及带 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)、噪恤水平(约卯dB)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桨毂;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il 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^LiL上设置一裉空心较粗管状主亂iM的下部设置下旋翼座.,
4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,IO.滚轮轴, ll.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l
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l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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