用于外星球探测直升机的旋翼系统及其操纵机构技术方案

本发明专利技术公开一种用于外星球探测直升机的旋翼系统，涉及外星球探测直升机技术领域，可以包括：桨毂，所述桨毂的中部安装在旋翼轴上，所述桨毂还连接有驱动装置，所述驱动装置能够驱动所述桨毂转动；旋翼，所述旋翼包括多个旋翼桨叶，多个所述旋翼桨叶安装于所述桨毂上；支撑翼，所述支撑翼的内侧连接有中心连接件，所述中心连接件转动安装于所述旋翼轴上；涵道，所述涵道连接于所述支撑翼的外侧，所述支撑翼能够对所述涵道进行支撑。本发明专利技术还公开一种用于外星球探测直升机的旋翼系统的操纵机构。本发明专利技术能够满足在未知环境下的功能需求和运载重量、体积限制。体积限制。体积限制。

【技术实现步骤摘要】
用于外星球探测直升机的旋翼系统及其操纵机构


[0001]本专利技术涉及外星球探测直升机
，特别是涉及一种用于外星球探测直升机的旋翼系统及其操纵机构。

技术介绍

[0002]直升机具备垂直飞行的能力，可以在环境未知的外星球环境下飞行，并进行探测任务。
[0003]目前常规的直升机构型，旋翼作为升力面、推进面、操纵面，产生的反扭矩由尾桨平衡。以美国的火星直升机
‑
机智号为例的共轴直升机，两副旋翼共轴，共同作为升力面、推进面、操纵面，两副旋翼反转，彼此平衡反扭矩。另外还有一些多旋翼构型的飞行器，通过不同旋翼的转速调整，改变产生的力以及相对于重心的力矩，从而达到飞行控制的效果。
[0004]除多旋翼构型以外，类似于常规构型直升机以及共轴旋翼直升机等构型的旋翼类飞行器，其旋翼均须作为升力面、推进面和操纵面。在执行飞行任务时，通过对旋翼施加总距操纵以及周期变距操纵实现飞行，在这样的操纵方式下，每一片桨叶在转动一圈的过程中，桨距会变化一个周期，在旋翼高转速的情况下，桨叶桨距变化明显，则会出现高阶的气动载荷变化，同时带来高阶的桨叶结构载荷，因此需要对桨叶内部结构提出较高的设计要求。
[0005]因此，亟待提供一种新型的用于外星球探测直升机的旋翼系统及其操纵机构，以解决现有技术中所存在的上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种用于外星球探测直升机的旋翼系统及其操纵机构，以解决上述现有技术存在的问题，能够满足在未知环境下的功能需求和运载重量、体积限制。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种用于外星球探测直升机的旋翼系统，包括：
[0009]桨毂，所述桨毂的中部安装在旋翼轴上，所述桨毂还连接有驱动装置，所述驱动装置能够驱动所述桨毂转动；
[0010]旋翼，所述旋翼包括多个旋翼桨叶，多个所述旋翼桨叶安装于所述桨毂上；
[0011]支撑翼，所述支撑翼的内侧连接有中心连接件，所述中心连接件转动安装于所述旋翼轴上；
[0012]涵道，所述涵道连接于所述支撑翼的外侧，所述支撑翼能够对所述涵道进行支撑。
[0013]优选的，所述驱动装置采用直驱电机，所述直驱电机能够驱动所述桨毂转动，从而驱动所述旋翼转动，通过控制所述直驱电机的输出能够改变所述旋翼的转速，从而改变所述旋翼气动力。
[0014]优选的，所述旋翼桨叶采用充气式桨叶，所述旋翼桨叶设置有8个，8个所述旋翼桨叶沿所述桨毂呈圆周均布。
[0015]优选的，所述支撑翼采用充气式支撑翼，所述支撑翼包括外侧支撑翼和内侧支撑翼，所述内侧支撑翼的内侧与所述中心连接件连接，外侧通过套筒与所述外侧支撑翼的内侧连接，所述外侧支撑翼的外侧与所述涵道连接。
[0016]优选的，所述内侧支撑翼的内侧1/4弦线位置上连接有变距摇臂，所述变距摇臂连接有拉杆，所述拉杆的下方连接有舵机。
[0017]优选的，所述支撑翼设置有4个，4个所述支撑翼沿所述旋翼轴呈圆周均布。
[0018]优选的，所述中心连接件通过轴承与所述旋翼轴转动连接。
[0019]优选的，所述涵道为充气式涵道，所述涵道展开前为充气气囊，展开后为外侧的所述涵道。
[0020]本专利技术还公开一种上述用于外星球探测直升机的旋翼系统的操纵机构，包括所述桨毂，所述桨毂安装于所述旋翼轴上，所述桨毂连接有驱动装置，所述驱动装置能够带动所述桨毂以及所述旋翼转动，采用转速控制的方式实现所述旋翼的升力改变；
[0021]还包括所述支撑翼，所述支撑翼通过中心连接件安装于所述旋翼轴上，所述支撑翼作为操纵面，位于所述旋翼的下方。
[0022]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
[0023]1、本专利技术分解原有旋翼系统的功能，通过对不同部件施加操纵实现对飞行器的控制，简化复杂的桨毂系统，降低动部件中的结构载荷。
[0024]2、本专利技术改变传统旋翼的操纵方式，旋翼通过转速控制改变升力，简化现有桨毂的机械结构，达到减重的目的，旋翼不再有周期性的迎角改变。
[0025]3、当飞行器向任意方向飞行时，旋翼仍然具有一部分推进面的功能，在保证稳定性的前提下，飞行速度不高，桨叶上的气动载荷幅值变化不明显，对结构的影响也较小。
[0026]4、本专利技术操纵面的功能由支撑翼承担，支撑翼所提供的升力用于操纵，实现飞行器的平衡以及飞行操纵，支撑翼的操纵不具备周期性，产生的气动力不存在周期性载荷，因此支撑翼上没有明显的交变载荷，对结构设计的要求降低。
[0027]综上，本专利技术合理的功能分解可以对旋翼卸载，简化其设计结构，延长其使用寿命，旋翼轴通过全机中心，所产生的气动力对全机的姿态不产生影响。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术用于外星球探测直升机的旋翼系统的支撑翼展开状态示意图；
[0030]图2为本专利技术支撑翼端装配关系示意图；
[0031]其中，1为涵道，2为桨毂，3为旋翼桨叶，4为外侧支撑翼，5为套筒，6为内侧支撑翼，7为变距摇臂，8为拉杆，9为中心连接件。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]本专利技术的目的是提供一种用于外星球探测直升机的旋翼系统及其操纵机构，以解决上述现有技术存在的问题，能够满足在未知环境下的功能需求和运载重量、体积限制。
[0034]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0035]实施例一
[0036]如图1
‑
2所示，本实施例提供一种用于外星球探测直升机的旋翼系统，主要包括：
[0037]桨毂2，所述桨毂2的中部安装在旋翼轴上，所述桨毂2还连接有驱动装置，所述驱动装置能够驱动所述桨毂2转动；
[0038]旋翼，所述旋翼包括多个旋翼桨叶3，多个所述旋翼桨叶3安装于所述桨毂2上；
[0039]支撑翼，所述支撑翼的内侧连接有中心连接件9，所述中心连接件9转动安装于所述旋翼轴上；
[0040]涵道1，所述涵道1连接于所述支撑翼的外侧，所述支撑翼能够对所述涵道1进行支撑。
[0041]本实施例中，在旋翼及机身充气展开后即可进入工作状态，通过向涵道1的气囊充气，结合辅助机构使支撑翼展开，如图1所示。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于外星球探测直升机的旋翼系统，其特征在于：包括：桨毂，所述桨毂的中部安装在旋翼轴上，所述桨毂还连接有驱动装置，所述驱动装置能够驱动所述桨毂转动；旋翼，所述旋翼包括多个旋翼桨叶，多个所述旋翼桨叶安装于所述桨毂上；支撑翼，所述支撑翼的内侧连接有中心连接件，所述中心连接件转动安装于所述旋翼轴上；涵道，所述涵道连接于所述支撑翼的外侧，所述支撑翼能够对所述涵道进行支撑。2.根据权利要求1所述的用于外星球探测直升机的旋翼系统，其特征在于：所述驱动装置采用直驱电机，所述直驱电机能够驱动所述桨毂转动，从而驱动所述旋翼转动，通过控制所述直驱电机的输出能够改变所述旋翼的转速，从而改变所述旋翼气动力。3.根据权利要求1所述的用于外星球探测直升机的旋翼系统，其特征在于：所述旋翼桨叶采用充气式桨叶，所述旋翼桨叶设置有8个，8个所述旋翼桨叶沿所述桨毂呈圆周均布。4.根据权利要求1所述的用于外星球探测直升机的旋翼系统，其特征在于：所述支撑翼采用充气式支撑翼，所述支撑翼包括外侧支撑翼和内侧支撑翼，所述内侧支撑翼的内侧与所述中心连接件连接，外侧通过套筒与所述外侧支撑翼的内侧连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周旭，招启军，王博，张夏阳，杜思亮，赵国庆，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：