双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统及改变工作模式方法技术方案

本发明专利技术涉及一种双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，包括旋翼系统、发动机传动系统、离合系以及可变主传动系统；旋翼系统包括主旋翼和前拉螺旋桨；离合系统包括牙嵌式离合器和摩擦式离合器，牙嵌式离合器和摩擦式离合器串联连接；发动机传动系统包括发动机和带传动机构，发动机通过带传动机构分别将发动机功率分流传递给前拉螺旋桨和离合系统，离合系统再将功率通过可变主传动系统传递给主旋翼；可变主传动系统包括主减速器、锁定机构以及制动器，利用离合系统的接合与解脱以及制动器、锁定机构联合控制主旋翼的旋转状态。本发明专利技术能够完成可停转旋翼飞行器的功率在主旋翼和前拉螺旋桨之间的合理分配，及旋翼工作模式和固定翼工作模式的平稳转换。

Driving system and changing working mode of dual clutch type rotor with stopping rotor

The present invention relates to a dual-clutch stoppable rotor aircraft drive system, including a rotor system, an engine transmission system, a clutch system and a variable main transmission system; a rotor system includes a main rotor and a forward-pulled propeller; a clutch system includes a tooth-embedded clutch and a friction clutch, a tooth-embedded clutch and a friction clutch. Clutch series connection; engine transmission system includes engine and belt transmission mechanism, the engine through the belt transmission mechanism will distribute the engine power to the front-pulled propeller and clutch system, the clutch system will then transmit power to the main rotor through the variable main transmission system; variable main transmission system includes the main reducer, lock The fixed mechanism and the brake use the engagement and release of the clutch system and the brake and the locking mechanism to control the rotation state of the main rotor. The invention can realize the reasonable distribution of power between the main rotor and the front-pulled propeller, and the smooth conversion of the rotor operating mode and the fixed wing operating mode.

【技术实现步骤摘要】
双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统及改变工作模式方法
本专利技术涉及飞行器
，具体是涉及双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统及改变系统工作模式的方法。
技术介绍
为使飞行器同时具备旋翼飞行器的垂直起降功能和固定翼飞行器的高速和远航程性能，可停转旋翼飞行器是一种解决方案。美国开发的HV-2A飞行器验证了固定翼到旋翼的转换功能，之后又开展了X-50新型垂直起降验证机的研究。可停转旋翼飞行器的一般工作原理为，以旋翼模式方式垂直起降和低速飞行，发动机功率大部分输入主旋翼，提供飞行器所需要的升力和飞行推力；以固定翼方式高速飞行，主旋翼停转并转换为固定翼，由固定翼提供机体所需的升力，全部功率输出给尾部（或头部）螺旋桨，提供前飞推进力。综上所述，需要一种可靠稳定的驱动系统完成可停转旋翼飞行器的功率在主旋翼和尾部（或头部）螺旋桨之间的合理分配，以及旋翼工作模式和固定翼工作模式的平稳转换。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，及改变系统工作模式的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：一种双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，包括旋翼系统、发动机传动系统、离合系统以及可变主传动系统；所述旋翼系统包括一个主旋翼和一个前拉螺旋桨；所述离合系统包括牙嵌式离合器和摩擦式离合器，所述牙嵌式离合器和摩擦式离合器串联连接，通过控制离合器的接合及解脱顺序，既可保证较高相对转速下离合器的接合，抗冲击性能好，又可保证离合器解脱状态下完全脱离，不会额外消耗功率；所述发动机传动系统包括一个发动机和一个带传动机构，所述发动机通过带传动机构分别将发动机功率分流传递给前拉螺旋桨和离合系统，离合系统再将功率通过可变主传动系统传递给主旋翼；所述可变主传动系统包括主减速器、锁定机构以及制动器，利用离合系统的接合与解脱以及制动器、锁定机构联合控制主旋翼的旋转状态。在上述技术方案基础上，所述主减速器为具有换向减速功能的齿轮减速器；在上述技术方案基础上，所述制动器为一种盘式制动器，可产生制动力从而使主旋翼从额定转速减速。在上述技术方案基础上，所述锁定机构为一套可对制动器的制动盘进行锁定和解锁的机构。改变如上述所述双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统工作模式的方法：当以旋翼模式起飞时，旋翼系统的转速从静止起动逐渐上升达到额定转速，制动器解脱制动，锁定机构解锁，牙嵌式离合器与摩擦式离合器接合；发动机启动，旋翼系统的前拉螺旋桨和主旋翼逐渐升高到额定转速，此时发动机的功率按需求分配给主旋翼和前拉螺旋桨；当由旋翼模式向固定翼模式的转换时，旋翼系统中的主旋翼从额定转速逐渐降低转速直至停转；摩擦式离合器解脱，同时制动器开始制动，降低主旋翼的转速，在主旋翼转速低至设定转速时锁定机构开始进行锁定，主旋翼停转，牙嵌式离合器解脱，此时发动机的功率全部提供给前拉螺旋桨；当由固定翼模式向旋翼模式转换时，旋翼系统的主旋翼由停转逐渐提高至额定转速；制动器解脱制动，锁定机构解锁，牙嵌式离合器先接合，摩擦式离合器后接合，主旋翼转速逐渐升高至额定转速，此时发动机的功率按需求分配给主旋翼和前拉螺旋桨。当以旋翼模式降落时，旋翼系统的转速从额定转速逐渐下降到静止；摩擦式离合器解脱，同时制动器开始制动，降低主旋翼的转速，在主旋翼转速低至设定转速时锁定机构开始进行锁定，主旋翼停转，牙嵌式离合器解脱，发动机停车。如本文中所大致描述，根据本文中所描述的各种实施方式的目的，本专利的主题涉及具有双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统及改变系统工作模式的方法。附图说明图1是本专利技术的双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统示意图；图2是本专利技术的双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统的示例性旋翼模式起飞状态；图3是本专利技术的双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统的示例性固定翼模式状态；图4是本专利技术的双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统的主旋翼和前拉螺旋桨从静止状态逐渐提高转速达到额定转速、飞行器旋翼模式起飞过程的示例性框图；图5是本专利技术的双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统的主旋翼从额定转速逐渐降低转速直至停转、飞行器从旋翼模式转换到固定翼模式过程的示例性框图；图6是本专利技术的双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统的主旋翼从停转到逐渐提升转速到额定转速、飞行器从固定翼模式转换到旋翼模式过程的示例性框图；图7是本专利技术的双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统的主旋翼和前拉螺旋桨的转速从额定转速逐渐降低至停转、飞行器旋翼模式降落过程的示例性框图。图中标号为：100-旋翼系统，101-主旋翼，102-前拉螺旋桨，110-发动机传动系统，111-发动机，112-带传动机构，120-可变主传动系统，121-主减速器，122-制动器，123-锁定机构，130-离合系统，131-牙嵌式离合器，132-摩擦式离合器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1显示出本专利技术的可停转旋翼飞行器驱动系统示意。该飞行器驱动系统包括旋翼系统100、发动机传动系统110、可变主传动系统120、离合系统130。旋翼系统100包括一个主旋翼101和一个前拉螺旋桨102。发动机传动系统110包括一个发动机111和一个带传动机构112。可变主传动系统120包括主减速器121、制动器122和锁定机构123。离合系统130包括牙嵌式离合器131和摩擦式离合器132。发动机传动系统110与可变主传动系统120之间通过离合系统130连接，利用离合系统130的接合与解脱以及制动器122、锁定机构123联合控制主旋翼101的旋转状态。图4显示旋翼飞行器起飞时，主旋翼101和前拉螺旋桨102从停转状态逐渐提升转速至额定转速的工作状态框图。此时飞行器驱动系统示意图如图2所示。首先，制动器122解脱制动，锁定结构123解锁；然后，牙嵌式离合器131与摩擦式离合器132分别进行结合；其次，发动机111开始启动；通过带传动机构112分别将发动机功率分流传递给前拉螺旋桨102和离合系统130，离合系统130再将功率通过主减速器121传递给主旋翼101；主旋翼101和前拉螺旋桨102的转速分别都由停转状态升高至额定转速，飞行器以旋翼模式进行起飞。图5是可停转旋翼飞行器驱动系统的主旋翼101从额定转速逐渐降低转速直至停转、飞行器从旋翼模式转换为固定翼模式过程的示例性框图。此时飞行器驱动系统示意图如图3所示。首先，摩擦式离合器132解脱，同时制动器122开始制动；然后，当主旋翼101转速降低至设定转速时，锁定机构123开始锁定；其次，锁定完成后，主旋翼101停转，牙嵌式离合器131解脱；整个过程中前拉螺旋桨102始终以额定转速旋转，此过程完成后，飞行器转换为固定翼模式飞行。图6显示可停转旋翼飞行器驱动系统的主旋翼101的转速从停转逐渐升高至额定转速、飞行器从固定翼模式转换为旋翼模式过程的示例性框图。首先，制动器122解脱制动，同时锁定机构123解锁；然后，牙嵌式离合器131先接合，再使摩擦式离合器132接合；主旋翼101转速由停转升高至额定转速，整个过程中前拉螺旋桨102始终以额定转速旋转，此过程完成后，飞行器转换为旋翼模式飞行。图7是可停转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，其特征在于：包括旋翼系统（100）、发动机传动系统（110）、离合系统（130）以及可变主传动系统（120）；所述旋翼系统（100）包括一个主旋翼（101）和一个前拉螺旋桨（102）；所述离合系统（130）包括牙嵌式离合器（131）和摩擦式离合器（132），所述牙嵌式离合器（131）和摩擦式离合器（132）串联连接；所述发动机传动系统（110）包括一个发动机（111）和一个带传动机构（112），所述发动机（111）通过带传动机构（112）分别将发动机功率分流传递给前拉螺旋桨（102）和离合系统（130），离合系统（130）再将功率通过可变主传动系统（120）传递给主旋翼（101）；所述可变主传动系统（120）包括主减速器（121）、锁定机构（123）以及制动器（122），利用离合系统（130）的接合与解脱以及制动器（122）、锁定机构（123）联合控制主旋翼（101）的旋转状态。

【技术特征摘要】
1.一种双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，其特征在于：包括旋翼系统（100）、发动机传动系统（110）、离合系统（130）以及可变主传动系统（120）；所述旋翼系统（100）包括一个主旋翼（101）和一个前拉螺旋桨（102）；所述离合系统（130）包括牙嵌式离合器（131）和摩擦式离合器（132），所述牙嵌式离合器（131）和摩擦式离合器（132）串联连接；所述发动机传动系统（110）包括一个发动机（111）和一个带传动机构（112），所述发动机（111）通过带传动机构（112）分别将发动机功率分流传递给前拉螺旋桨（102）和离合系统（130），离合系统（130）再将功率通过可变主传动系统（120）传递给主旋翼（101）；所述可变主传动系统（120）包括主减速器（121）、锁定机构（123）以及制动器（122），利用离合系统（130）的接合与解脱以及制动器（122）、锁定机构（123）联合控制主旋翼（101）的旋转状态。2.根据权利要求1所述的双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，其特征在于：所述主减速器（121）为具有换向减速功能的齿轮减速器。3.根据权利要求1或2所述的双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，其特征在于：所述制动器（122）为一种盘式制动器，可产生制动力从而使主旋翼（101）从额定转速减速。4.根据权利要求3所述的双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，其特征在于：所述锁定机构（123）为一套可对制动器（122）的制动盘进行锁定和解锁的机构。5.改变如权利要求1所述双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统工作模式的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海伟，刘更，李雪凤，杨小辉，韩冰，曹晓梅，马栋，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61