共万向轴式全刚性双旋翼直升机制造技术

本发明专利技术提供了一种共万向轴式全刚性双旋翼直升机，涉及飞行装备的技术领域。本发明专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机包括机身、旋翼轴、旋翼和驱动装置；旋翼轴包括内转轴和外转轴；旋翼包括上旋翼和下旋翼；内转轴和外转轴共轴，并且均通过万向轴承组件与机身连接，可相对机身绕同一固定支点转动；固定支点位于内转轴的轴线上；驱动装置分别与内转轴和外转轴传动连接，以分别驱动内转轴绕自身轴线转动和外转轴绕自身轴线转动；上旋翼固定连接于内转轴，下旋翼固定连接于外转轴；上旋翼和下旋翼沿内转轴的轴向间隔分布。通过本发明专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机，缓解了现有技术中的直升机所存在的操控难度较大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
共万向轴式全刚性双旋翼直升机
本专利技术涉及航空飞行装备的
，尤其是涉及一种共万向轴式全刚性双旋翼直升机。
技术介绍
旋翼直升机包括多种形式，主要有：单旋翼、共轴双旋翼和不共轴的多旋翼。单旋翼直升机的飞控机构一般包括旋翼和尾桨；旋翼旋转时，会对直升机机身产生反作用力矩，该反作用力矩趋于驱动直升机绕机身轴线转动，影响机身的平衡；在直升机尾部的侧面设置尾桨，利用尾桨旋转产生的对机身的力矩，来平衡旋翼的反作用力矩。旋翼旋转时，旋翼中向机头方向转动的前行桨叶的相对气流速度，高于向机尾方向转动的后行桨叶的相对气流速度，前行桨叶产生的升力大于后行桨叶产生的升力，导致机身两侧的升力分布不均；升力分布不均，会使机身向一侧翻滚，不利于机身平衡。因此，现有技术中的单旋翼直升机的桨叶一般采用全铰接式来与旋翼轴连接，桨叶与旋翼轴之间实现全铰接式连接的结构一般包括挥舞铰、摆振铰和变距铰；挥舞铰使桨叶可相对于旋翼轴在一定范围内上下摆动，以解决机身两侧升力分布不均的问题；摆振铰使桨叶可沿桨叶的回转方向在一定范围内摆动；变距铰使桨叶可绕自身轴线在一定范围内偏转，以调节桨叶相对旋翼轴的安装角，调整桨叶产生的升力。共轴双旋翼直升机包括两组沿旋翼轴的轴向上下间隔设置的旋翼，两组旋翼的转动方向相反，两组旋翼旋转对机身产生的反作用力矩可相互平衡，从而共轴双旋翼直升机可省略尾桨。单旋翼直升机和共轴双旋翼直升机，桨叶一般与自动倾斜器连接，驾驶员可通过自动倾斜器来调整桨叶相对于旋翼轴的安装角，即调整桨叶的迎角，实现桨叶变距，从而调节旋翼的升力大小，对直升机的运动状况进行控制。不共轴的多旋翼直升机，各个旋翼中的桨叶分别固定连接于各个旋翼轴，各个旋翼轴在直升机上间隔布置，通过控制各个旋翼的转动方向和转动大小，使各个旋翼相互配合，来对直升机进行运动控制。从上可知，现有技术中的单旋翼直升机和共轴双旋翼直升机，桨叶与旋翼轴之间一般需要设置变距铰，并通过自动倾斜器来对桨叶进行变距控制，飞控机构比较复杂，并且操控难度较大；不共轴的多旋翼直升机则需要控制多个旋翼相互配合，平衡因素较大，操控难度较大。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种共万向轴式全刚性双旋翼直升机，以缓解现有技术中的直升机所存在的操控难度较大的技术问题。本专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机包括：机身、旋翼轴、旋翼和驱动装置；旋翼轴包括内转轴和外转轴；旋翼包括上旋翼和下旋翼；内转轴和外转轴共轴，并且均通过万向轴承组件与机身连接，可相对机身绕同一固定支点转动；固定支点位于内转轴的轴线上；驱动装置分别与内转轴和外转轴传动连接，以分别驱动内转轴绕自身轴线转动和外转轴绕自身轴线转动；上旋翼固定连接于内转轴，下旋翼固定连接于外转轴；上旋翼和下旋翼沿内转轴的轴向间隔分布。进一步的，上旋翼包括上桨毂和多片上桨叶，上桨毂固定连接于内转轴的端部；多片上桨叶沿内转轴的周向均匀间隔分布，并且均固定连接于上桨毂；下旋翼包括下桨毂和多片下桨叶，下桨毂固定连接于外转轴的端部；多片下桨叶沿外转轴的周向均匀间隔分布，并且均固定连接于下桨毂。进一步的，万向轴承组件包括转环和传动架体；内转轴和外转轴均转动连接于传动架体，且均可相对传动架体绕自身轴线转动；传动架体转动连接于转环，可相对转环绕第一轴线转动；转环转动连接于机身，可相对于机身绕第二轴线转动；第一轴线与第二轴线相交于固定支点。进一步的，第一轴线垂直于第二轴线。进一步的，外转轴通过上轴套转动连接于传动架体；内转轴从外转轴中穿过，并且通过转动连接组件与传动架体和外转轴转动连接。进一步的，驱动装置包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮；外转轴与第二锥齿轮固定连接；内转轴从外转轴中穿过，与第一锥齿轮固定连接；第三锥齿轮转动连接于传动架体，可相对传动架体绕自身轴线转动，并且两侧分别与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合。进一步的，驱动装置包括两个第三锥齿轮，两个第三锥齿轮相对设置。进一步的，驱动装置还包括发动机驱动组件和第一万向节，发动机驱动组件通过第一万向节与内转轴传动连接。进一步的，驱动装置包括第一电机和第二电机，第一电机和第二电机均连接于传动架体，并且第一电机的转子和第二电机的转子共轴；外转轴与第二电机的转子传动连接；内转轴从外转轴中穿过，与第一电机的转子传动连接。进一步的，本专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机还包括第二万向节和操纵杆，操纵杆通过第二万向节连接于内转轴远离上旋翼的一端，用于驱动内转轴和外转轴相对机身绕固定支点转动。本专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机，涉及航空飞行装备的
本专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机包括：机身、旋翼轴、旋翼和驱动装置；旋翼轴包括内转轴和外转轴；旋翼包括上旋翼和下旋翼；内转轴和外转轴共轴，并且均通过万向轴承组件与机身连接，可相对机身绕同一固定支点转动；固定支点位于内转轴的轴线上；驱动装置分别与内转轴和外转轴传动连接，以分别驱动内转轴绕自身轴线转动和外转轴绕自身轴线转动；上旋翼固定连接于内转轴，下旋翼固定连接于外转轴；上旋翼和下旋翼沿内转轴的轴向间隔分布。本专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机，可通过驱动装置驱动上旋翼和下旋翼分别向相反方向转动，上旋翼对机身的反作用力矩和下旋翼对机身的反作用力矩可相互抵消，有利于机身的平衡；另外，上旋翼产生的升力在两侧的分布不均，与下旋翼产生的升力在两侧的分布不均，可相互平衡，有利于机身的平衡。由于装载的载荷不同，直升机的机身的重心会发生偏移；一般情况下，机身的重心不在旋翼轴的轴线上。本专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机，装载载荷后，机身的重心发生偏移。在第一飞行状态时，机身的重心不在内转轴的轴线上；将固定支点与机身的重心之间的连线记为机轴；在第一飞行状态，机轴与内转轴的轴线不重合。在固定支点，旋翼轴对机身产生沿内转轴的轴线方向的旋翼拉力。机身的重力过重心竖直向下，机身重力在固定支点产生第一力矩。机身在飞行过程中受到空气阻力，该空气阻力的方向与飞行方向相反，并且在固定支点产生第二力矩，该第二力矩可等效为过重心且垂直于机轴的空阻等效力在固定支点产生的力矩。在飞行过程中，驾驶员可通过驱动装置控制旋翼的转速，来控制旋翼拉力的大小。本专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机中，内转轴和外转轴可相对机身绕固定支点转动，即旋翼轴的轴线与机轴之间的夹角可调节。空气阻力的大小受飞行速度影响，即空阻等效力受飞行速度影响。在飞行过程中，本专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机，旋翼轴可逐渐转动至与机轴重合；空阻等效力随飞行速度变化；驾驶员控制旋翼拉力的大小，可使机身重力沿垂直于机轴方向的分力与空阻等效力平衡，机身重力沿机轴方向的分力与旋翼拉力平衡，本专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机从第一飞行状态逐渐调整至平衡状态，实现悬停或者匀速直线飞行。在本专利技术提供的共万向轴式全刚性双旋翼直升机的飞行状态调整过程，可不借助现有技术的直升机中的尾桨和自动倾斜器等部件，通过旋翼轴相对于机身绕固定支点转动，使得机身重力产生的力矩与空气阻力产生的力矩之间相互平衡，从而易于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共万向轴式全刚性双旋翼直升机，其特征在于，包括：机身、旋翼轴、旋翼和驱动装置；所述旋翼轴包括内转轴和外转轴；所述旋翼包括上旋翼和下旋翼；所述内转轴和所述外转轴共轴，并且均通过万向轴承组件与所述机身连接，可相对所述机身绕同一固定支点转动；所述固定支点位于所述内转轴的轴线上；所述驱动装置分别与所述内转轴和所述外转轴传动连接，以分别驱动所述内转轴绕自身轴线转动和所述外转轴绕自身轴线转动；所述上旋翼固定连接于所述内转轴，所述下旋翼固定连接于所述外转轴；所述上旋翼和所述下旋翼沿所述内转轴的轴向间隔分布。

【技术特征摘要】
1.一种共万向轴式全刚性双旋翼直升机，其特征在于，包括：机身、旋翼轴、旋翼和驱动装置；所述旋翼轴包括内转轴和外转轴；所述旋翼包括上旋翼和下旋翼；所述内转轴和所述外转轴共轴，并且均通过万向轴承组件与所述机身连接，可相对所述机身绕同一固定支点转动；所述固定支点位于所述内转轴的轴线上；所述驱动装置分别与所述内转轴和所述外转轴传动连接，以分别驱动所述内转轴绕自身轴线转动和所述外转轴绕自身轴线转动；所述上旋翼固定连接于所述内转轴，所述下旋翼固定连接于所述外转轴；所述上旋翼和所述下旋翼沿所述内转轴的轴向间隔分布。2.根据权利要求1所述的共万向轴式全刚性双旋翼直升机，其特征在于，所述上旋翼包括上桨毂和多片上桨叶，所述上桨毂固定连接于所述内转轴的端部；多片所述上桨叶沿所述内转轴的周向均匀间隔分布，并且均固定连接于所述上桨毂；所述下旋翼包括下桨毂和多片下桨叶，所述下桨毂固定连接于所述外转轴的端部；多片所述下桨叶沿所述外转轴的周向均匀间隔分布，并且均固定连接于所述下桨毂。3.根据权利要求1所述的共万向轴式全刚性双旋翼直升机，其特征在于，所述万向轴承组件包括转环和传动架体；所述内转轴和所述外转轴均转动连接于所述传动架体，且均可相对所述传动架体绕自身轴线转动；所述传动架体转动连接于所述转环，可相对所述转环绕第一轴线转动；所述转环转动连接于所述机身，可相对于所述机身绕第二轴线转动；所述第一轴线与所述第二轴线相交于所述固定支点。4.根据权利要求3所述的共万向轴式全刚性双旋翼直升机，其特征在于，所述第一轴线垂直于所述第二轴线。5.根据权利要求3所述的共万向轴式全...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛利元，
申请(专利权)人：盛利元，
类型：发明
国别省市：湖南,43