CN109334966A - 自转共轴双旋翼升力单元及应用其的自转共轴双旋翼机 - Google Patents
自转共轴双旋翼升力单元及应用其的自转共轴双旋翼机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种自转共轴双旋翼升力单元及应用其的自转共轴双旋翼机，自转共轴双旋翼升力单元包括上旋翼、下旋翼、上旋翼轴、下旋翼轴、预旋动力装置和传动装置，所述下旋翼轴套装在上旋翼的***，所述上旋翼安装在上旋翼轴上，所述下旋翼安装在下旋翼轴上，所述预旋动力装置通过传动装置分别与所述上旋翼和下旋翼相连，以便通过预旋动力装置驱动上旋翼和下旋翼做等速、反方向的转动。本发明的自转共轴双旋翼升力单元飞行性能比普通的自转旋翼升力单元更好，速度更快，商载更高，气动效率也高，飞行更加安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种自转共轴双旋翼升力单元及应用其的自转共轴双旋翼机。
背景技术
目前自转旋翼机的设计制造水平在快速提升，因其独特的空中机动灵活性和飞行安全性受到关注，其市场在逐步扩大。然而，桨盘载荷而增加有效载荷低，自转轴承因摩擦力矩的存在而导致方向稳定性差，俄罗斯的共轴直升机的设计制造水平世界一流，卡50系列性能高超，然而技术封锁和高额的引进费用使我国的共轴直升机设计制造水平低下，其复杂的二级周期变距机构和发动机全功率驱动的主减速器制造难度使很多厂家望而却步。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种自转共轴双旋翼升力单元，它飞行性能比普通的自转旋翼升力单元更好，速度更快，商载更高，气动效率也高，飞行更加安全。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种自转共轴双旋翼升力单元，它包括上旋翼、下旋翼、上旋翼轴、下旋翼轴、预旋动力装置和传动装置，所述下旋翼轴套装在上旋翼的***，所述上旋翼安装在上旋翼轴上，所述下旋翼安装在下旋翼轴上，所述预旋动力装置通过传动装置分别与所述上旋翼和下旋翼相连，以便通过预旋动力装置驱动上旋翼和下旋翼做等速、反方向的转动。
进一步提供了一种传动装置的具体结构，所述传动装置包括主动锥齿轮、下锥齿轮和上锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述预旋动力装置相连，所述上锥齿轮和下锥齿轮分别与所述主动锥齿轮相啮合，所述上旋翼轴与所述下锥齿轮相连接，所述下旋翼轴与所述上锥齿轮相连接。
进一步提供了一种预旋动力装置的具体结构，所述预旋动力装置包括预旋电机和星型减速器，所述预旋电机的输出轴与所述星型减速器相连，所述星型减速器通过传动装置分别与所述上旋翼和下旋翼相连。
进一步为了增强上旋翼和下旋翼的强度，所述上旋翼和下旋翼上分别连接有旋翼加强环。
进一步，所述上旋翼和下旋翼的直径均为6.5m，所述上旋翼和下旋翼之间的高度差为1m。
进一步，所述上旋翼和下旋翼的桨叶为可折叠结构。
进一步为了提高传动装置的集成度，所述传动装置还包括传动机匣，所述传动机匣呈沙漏状，所述传动机匣的颈部、上部和下部分别设置有轴承座，所述主动锥齿轮固定在传动机匣的颈部的轴承座内，所述上锥齿轮固定在传动机匣的上部的轴承座内，所述下锥齿轮固定在传动机匣的下部的轴承座内。
本发明还提供了一种应用自转共轴双旋翼升力单元的自转共轴双旋翼机，它包括：
自转共轴双旋翼升力单元安装座；
自转共轴双旋翼升力单元，所述自转共轴双旋翼升力单元通过万向节安装在自转共轴双旋翼升力单元安装座上；
两个舵机，所述舵机安装在自转共轴双旋翼升力单元安装座上，每个舵机均通过摇臂拉杆和双旋翼摇臂与所述自转轴双旋翼升力单元相连，所述摇臂拉杆的一端部与所述舵机相连，所述双旋翼摇臂的一端部与所述自转共轴双旋翼升力单元相连，所述双旋翼摇臂的另一端部与所述摇臂拉杆的另一端部相连。
采用了上述技术方案后，本发明的自转共轴双旋翼升力单元解决了共轴双旋翼转速耦合和预旋及加速的技术问题，飞行性能比普通的自转旋翼升力单元更好，速度更快，商载更高，气动效率也高，飞行更加安全，是未来旋翼机的发展方向；本发明的传动装置设计合理，集成度高，节省了空间，且传动稳定；本发明的上旋翼和下旋翼没有活动铰，刚性好，下垂量小，直径略小，各种倾覆力矩小，不容易翻滚而损伤桨叶；与共轴直升机相比，自转共轴双旋翼机结构简单，零部件少，容易大批量制造，维护、修理、排故工作也更简单；无周期变距和桨叶挥舞的自转共轴双旋翼机的翼载比共轴直升机更高，振动和噪音更低；无周期变距和桨叶挥舞的自转共轴双旋翼机的翼载比共轴直升机更高，振动和噪音更低；可靠性更高，使用寿命更长。
附图说明
图1为本发明的自转共轴双旋翼升力单元的结构示意图；
图2为图1的A部放大图；
图3为本发明的自转共轴双旋翼机的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1～3所示，一种自转共轴双旋翼升力单元，它包括上旋翼1、下旋翼2、上旋翼轴3、下旋翼轴4、预旋动力装置和传动装置，所述下旋翼轴4套装在上旋翼1的***，所述上旋翼1安装在上旋翼轴3上，所述下旋翼2安装在下旋翼轴4上，所述预旋动力装置通过传动装置分别与所述上旋翼1和下旋翼2相连，以便通过预旋动力装置驱动上旋翼1和下旋翼2做等速、反方向的转动。
如图1、2所示，所述传动装置包括主动锥齿轮51、下锥齿轮52和上锥齿轮53，所述主动锥齿轮51与所述预旋动力装置相连，所述上锥齿轮53和下锥齿轮52分别与所述主动锥齿轮51相啮合，所述上旋翼轴3与所述下锥齿轮52相连接，所述下旋翼轴4与所述上锥齿轮53相连接。
如图1、2所示，所述预旋动力装置包括预旋电机61和星型减速器62，所述预旋电机61的输出轴与所述星型减速器62相连，所述星型减速器62通过传动装置分别与所述上旋翼1和下旋翼2相连。
如图1、3所示，为了增强上旋翼1和下旋翼2的强度，所述上旋翼1和下旋翼2上分别连接有旋翼加强环7。
如图1所示，所述上旋翼1和下旋翼2的直径均为6.5m，所述上旋翼1和下旋翼2之间的高度差为1m。
所述上旋翼1和下旋翼2的桨叶为可折叠结构。
如图2所示，为了提高传动装置的集成度，所述传动装置还包括传动机匣54，所述传动机匣54呈沙漏状，所述传动机匣54的颈部、上部和下部分别设置有轴承座55，所述主动锥齿轮51固定在传动机匣54的颈部的轴承座55内，所述上锥齿轮53固定在传动机匣54的上部的轴承座55内，所述下锥齿轮52固定在传动机匣54的下部的轴承座55内。在本实施例中，所述主动锥齿轮51、上锥齿轮53和下锥齿轮52分别通过角接触球轴承固定在各自的轴承座55内。
实施例二
如图3所示，一种应用如实施例一所述的自转共轴双旋翼升力单元的自转共轴双旋翼机，它包括：
自转共轴双旋翼升力单元安装座8；
自转共轴双旋翼升力单元，所述自转共轴双旋翼升力单元通过万向节9安装在自转共轴双旋翼升力单元安装座8上；
两个舵机10，所述舵机10安装在自转共轴双旋翼升力单元安装座8上，每个舵机10均通过摇臂拉杆111和双旋翼摇臂112与所述自转轴双旋翼升力单元相连，所述摇臂拉杆111的一端部与所述舵机10相连，所述双旋翼摇臂112的一端部与所述自转共轴双旋翼升力单元相连，所述双旋翼摇臂112的另一端部与所述摇臂拉杆111的另一端部相连。
本发明的工作原理如下：
本发明的自转共轴双旋翼机解决了共轴双旋翼转速耦合和预旋及加速的技术问题，飞行性能比普通的自转旋翼机更好，速度更快，商载更高，气动效率也高，飞行更加安全，是未来旋翼机的发展方向；本发明的传动装置设计合理，集成度高，节省了空间，且传动稳定；本发明的上旋翼和下旋翼没有活动铰，刚性好，下垂量小，直径略小，各种倾覆力矩小，不容易翻滚而损伤桨叶；与共轴直升机相比，自转共轴双旋翼机结构简单，零部件少，容易大批量制造，维护、修理、排故工作也更简单；无周期变距和桨叶挥舞的自转共轴双旋翼机的翼载比共轴直升机更高，振动和噪音更低；可靠性更高，使用寿命更长。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种自转共轴双旋翼升力单元，其特征在于，它包括上旋翼(1)、下旋翼(2)、上旋翼轴(3)、下旋翼轴(4)、预旋动力装置和传动装置，所述下旋翼轴(4)套装在上旋翼(1)的***，所述上旋翼(1)安装在上旋翼轴(3)上，所述下旋翼(2)安装在下旋翼轴(4)上，所述预旋动力装置通过传动装置分别与所述上旋翼(1)和下旋翼(2)相连，以便通过预旋动力装置驱动上旋翼(1)和下旋翼(2)做等速、反方向的转动。
2.根据权利要求1所述的自转共轴双旋翼升力单元，其特征在于：所述传动装置包括主动锥齿轮(51)、下锥齿轮(52)和上锥齿轮(53)，所述主动锥齿轮(51)与所述预旋动力装置相连，所述上锥齿轮(53)和下锥齿轮(52)分别与所述主动锥齿轮(51)相啮合，所述上旋翼轴(3)与所述下锥齿轮(52)相连接，所述下旋翼轴(4)与所述上锥齿轮(53)相连接。
3.根据权利要求1所述的自转共轴双旋翼升力单元，其特征在于：所述预旋动力装置包括预旋电机(61)和星型减速器(62)，所述预旋电机(61)的输出轴与所述星型减速器(62)相连，所述星型减速器(62)通过传动装置分别与所述上旋翼(1)和下旋翼(2)相连。
4.根据权利要求1所述的自转共轴双旋翼升力单元，其特征在于：所述上旋翼(1)和下旋翼(2)上分别连接有旋翼加强环(7)。
5.根据权利要求1所述的自转共轴双旋翼升力单元，其特征在于：所述上旋翼(1)和下旋翼(2)的直径均为6.5m，所述上旋翼(1)和下旋翼(2)之间的高度差为1m。
6.根据权利要求1所述的自转共轴双旋翼升力单元，其特征在于：所述上旋翼(1)和下旋翼(2)的桨叶为可折叠结构。
7.根据权利要求2所述的自转共轴双旋翼升力单元，其特征在于：所述传动装置还包括传动机匣(54)，所述传动机匣(54)呈沙漏状，所述传动机匣(54)的颈部、上部和下部分别设置有轴承座(55)，所述主动锥齿轮(51)固定在传动机匣(54)的颈部的轴承座(55)内，所述上锥齿轮(53)固定在传动机匣(54)的上部的轴承座(55)内，所述下锥齿轮(52)固定在传动机匣(54)的下部的轴承座(55)内。
8.一种应用如权利要求1～7任一项所述的自转共轴双旋翼升力单元的自转共轴双旋翼机，其特征在于，它包括：
自转共轴双旋翼升力单元安装座(8)；
自转共轴双旋翼升力单元，所述自转共轴双旋翼升力单元通过万向节(9)安装在自转共轴双旋翼升力单元安装座(8)上；
两个舵机(10)，所述舵机(10)安装在自转共轴双旋翼升力单元安装座(8)上，每个舵机(10)均通过摇臂拉杆(111)和双旋翼摇臂(112)与所述自转轴双旋翼升力单元相连，所述摇臂拉杆(111)的一端部与所述舵机(10)相连，所述双旋翼摇臂(112)的一端部与所述自转共轴双旋翼升力单元相连，所述双旋翼摇臂(112)的另一端部与所述摇臂拉杆(111)的另一端部相连。
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