一种基于单自动倾斜器的共轴式直升机操纵-传动系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于单自动倾斜器的共轴式直升机操纵‑传动系统，包括传动系统、周期变距操纵系统、航向操纵系统；传动系统包括传动齿轮组、电机、四根同心轴，能够实现对直升机的升降操控；周期变距操纵系统包括两自由度单一倾斜器、纵向舵机、横向舵机，能够实现对直升机滚转和俯仰的操控；航向操纵系统包括下旋翼航向操纵滑环、航向舵机，能够实现对直升机航向的操控。本实用新型专利技术采用了单一自动倾斜器、旋翼转速可控、航向操纵滑环相互配合的模式，在完成对直升机俯仰、滚转、升降、航向操控的情况下，减少了零部件数量、尺寸及重量，降低了机构的复杂性，减少了操纵系统总体尺寸，从而获得更大的载荷能力和更长的续航时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单自动倾斜器的共轴式直升机操纵-传动系统
本技术涉及航空器设计
，更具体的说，涉及一种基于单自动倾斜器的共轴式直升机操纵-传动系统。
技术介绍
共轴式直升机采用共轴反转的上下两副旋翼提供升力，通过改变上下两副旋翼平衡的反扭矩实现航向操纵，不需尾桨。具有体积小、结构紧凑、悬停效率高的优点。俄罗斯卡莫夫设计局研制并生产了一系列有人驾驶共轴式直升机，在国民经济和军事领域广泛应用。在国内，北航于上世纪80年代自主研发了共轴式无人直升机，成功实现了自主导航飞行，并开始在不同领域应用。随着无人机的能源动力大量采用了锂电池电机驱动，北航直升机研究所也研制成功了50公斤级电动共轴式无人直升机。根据旋翼空气动力学的动量理论，旋翼的气动效率除了与翼型，桨叶几何特征有关外，主要取决于桨盘载荷，即拉力除以桨盘面积。桨盘载荷越小，功率载荷越高，即单位功率产生的拉力越大。在给定功率和总重下，其续航时间也越长。对于多旋翼无人机来讲，降低桨盘载荷会受到结构限制，旋翼直径加大，其桨毂、旋翼桨叶、旋翼支臂、机身连接杆等结构尺寸及重量也随之增加，每个电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单自动倾斜器的共轴式直升机操纵-传动系统，包括传动系统、周期变距操纵系统、航向操纵系统，其特征在于，所述周期变距操纵系统和所述航向操纵系统依附于所述传动系统作为支撑；/n所述传动系统包括传动齿轮组、电机(11)以及四根同心轴，所述四根同心轴从外向里依次为外轴(1)、中间轴(2)、内轴(3)和芯轴(4)；所述外轴(1)和所述内轴(3)为旋转轴，所述中间轴(2)和所述芯轴(4)为不旋转轴；所述外轴(1)用于连接和驱动下旋翼(5)；所述中间轴(2)用于固定所述周期变距操纵系统；所述内轴(3)用于连接和驱动上旋翼(6)；所述芯轴(4)用于支撑全机顶部的设备；所述传动齿轮组与所述外轴(1)、...

【技术特征摘要】
1.一种基于单自动倾斜器的共轴式直升机操纵-传动系统，包括传动系统、周期变距操纵系统、航向操纵系统，其特征在于，所述周期变距操纵系统和所述航向操纵系统依附于所述传动系统作为支撑；
所述传动系统包括传动齿轮组、电机(11)以及四根同心轴，所述四根同心轴从外向里依次为外轴(1)、中间轴(2)、内轴(3)和芯轴(4)；所述外轴(1)和所述内轴(3)为旋转轴，所述中间轴(2)和所述芯轴(4)为不旋转轴；所述外轴(1)用于连接和驱动下旋翼(5)；所述中间轴(2)用于固定所述周期变距操纵系统；所述内轴(3)用于连接和驱动上旋翼(6)；所述芯轴(4)用于支撑全机顶部的设备；所述传动齿轮组与所述外轴(1)、所述内轴(3)相固连，并由所述电机(11)驱动，以使所述下旋翼(5)、所述上旋翼(6)沿相反方向旋转；通过电调改变所述电机(11)转速，能够改变上下旋翼转速，完成对直升机的升降操控；
所述周期变距操纵系统包括一两自由度单一倾斜器、一纵向舵机(19)以及一横向舵机(20)；所述两自由度单一倾斜器位于上下旋翼之间的所述中间轴(2)上，包括固定于所述中间轴(2)上的球铰构型倾斜器不动环(21)以及位于所述倾斜器不动环(21)上方并与其转动连接的倾斜器上动环(22)、倾斜器下动环(23)，所述倾斜器上动环(22)连接所述上旋翼(6)，所述倾斜器下动环(23)连接所述下旋翼(5)，以进行周期桨距操控；所述倾斜器不动环(21)和两个相位相差90°的不动环上拉杆(30)的一端连接，两个所述不动环上拉杆(30)的另一端分别连接位于所述中间轴(2)和所述外轴(1)中间的两个滑块(31)，所述纵向舵机(19)和所述横向舵机(20)的舵机摇臂(33)各连接有一下连杆(32)，所述滑块(31)远离所述不动环上拉杆(30)的一端与所述下连杆(32)相连，所述滑块(31)沿设于所述中间轴(2)上的滑槽滑动；所述两自由度单一倾斜器能够同时操纵上下旋翼的周期变距，完成对直升机滚转和俯仰的操控；
所述航向操纵系统包括由航向操纵不动环(34)、航向操纵不动环叉型杠杆(35)、航向操纵动环(36)、航向操纵动环叉型杠杆(37)组成的下旋翼航向操纵滑环以及一航向舵机(38)；航向舵机摇臂(39)通过航向连杆(40)连接所述航向操纵不动环叉型杠杆(35)上的第一连接点，所述航向操纵不动环叉型杠杆(35)上的第二连接点连接一活动支点，所述航向操纵不动环叉型杠杆(35)上的第三连接点连接所述航向操纵不动环(34)，所述活动支点能够使仅有直线自由度的所述航向操纵不动环(34)上下运动；所述航向操纵不动环(34)与所述航向操纵动环(36)之间设置有轴承，该轴承的内圈为随所述外轴(1)旋转的所述航向操纵动环(36)，该轴承的外圈为不随所述外轴(1)旋转的所述航向操纵不动环(34)；所述航向操纵动环(36)连接所述航向操纵动环叉型杠杆(37)上的第一连接点，所述航向操纵动环叉型杠杆(37)上的第二连接点连接倾斜器航向拉杆(28)，所述航向操纵动环叉型杠杆(37)上的第三连接点连接下旋翼变距摇臂(29)，所述倾斜器航向拉杆(28)远离所述航向操纵动环叉型杠杆(37)的一端连接所述倾斜器下动环(23)，所述下旋翼变距摇臂(29)远离所述航向操纵动环叉型杠杆(37)的一端连接所述下旋翼(5)；
所述航向操纵系统的控制过程为：通过所述航向舵机(38)对所述航向操纵不动环(34)的操控，完成整个所述下旋翼航向操纵滑环的上下平移，再由所述航向操纵动环(36)带动所述航向操纵动环叉型杠杆(37)，完成对所述下旋翼(5)的桨距操纵，使之与所述上旋翼(6)桨距产生差值，达到上下旋翼扭矩的平衡和差动，完成对直升机航向的操控。


2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铭，王子琪，
申请(专利权)人：北京海空行科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11