刚性平面的旋翼构型制造技术

本发明专利技术公开一种用于旋翼飞机的旋翼组件，包括：中间轮毂，包括具有多个臂的弯曲的扭柄轭，每一臂适合于将旋翼叶片安装到臂上，所述臂通过沿相对应的变距轴线扭转所述臂的部分来实现固定到所述轭上的叶片的间距变化。内侧变距轴承，与每一臂相关联，内侧变距轴承固定到轮毂组件，并允许随附的叶片沿变距轴线旋转，内侧变距轴承也能够允许臂相对于轮毂组件沿摆动轴线作平面外移动。外侧变距轴承，与每一臂相关联，外侧变距轴承固定到相关联的臂，并距离内侧变距轴承可选距离，以允许随附的叶片沿变距轴线旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
该
为用于旋翼飞行器的刚性平面旋翼。
技术介绍
用于例如直升机和倾转旋翼机的旋翼飞行器的旋翼组件具有多种构型。例如贝尔 /波音公司的V-22倾转旋翼机，具有用万向架固定的轮毂，在摆动过程中允许整个轮毂相对于柱杆用万向架固定，与此同时叶片保持在相对于轮毂的固定平面方向上。在具有整体或半铰接构型的其他的旋翼机中，叶片相对于轮毂得以摆动，并能相对于轮毂在超前-滞后(lead-lag)模式中移动。虽然一些在先技术中的旋翼组件已获得成功，但是仍存在缺陷。 附图说明图1为旋翼组件的斜视图，其中一些部件从中移除以易于观看；图2为图1中旋翼组件的部分的斜视图，其中一些另外的部件从中移除以易于观看；图3为图2部分的侧视图；图4为图1中旋翼组件的部分的横截面图；图5为旋翼组件的斜视图，其中一些部件从中移除以易于观看；图6为图5中旋翼组件的部分的斜视图，其中一些另外的部件从中移除以易于观看；以及图7为图5中旋翼组件的部分的横截面图。 具体实施例方式一种改进的刚性平面的旋翼构型，具有弯曲型的轮毂和相对应于每个叶片的两个变距(pitch)轴承，所述变距轴承彼此间隔。本设计提供有紧凑的轮毂中心，其能减少旋翼的摆动瞬间、重量以及成本。参阅图1 4，旋翼组件11包括轮毂组件13和配置用于设置到轮毂组件13上的旋翼叶片15(仅示出一个)。轮毂组件13通过花键或其他合适的装置设置到柱杆17上， 这样柱杆17能够驱动轮毂组件13与柱杆17 —起旋转。叶片15分别设置到弯曲的扭柄轭 (yoke) 20的臂19，臂19大致上从位于轮毂组件13中的轭20开始径向延伸。优选地是，每一轭20由复合材料形成，轭20的构型使得臂19能相对于轭20的中心部分在平面外的方向上移动，使得叶片15得以摆动。每一臂19的外侧端具有叶片底座21，所述叶片底座适合于连接相对应的叶片15 的部分，以用于将力从叶片15传递到臂19。每一臂19的结构使得臂19的外侧部分能沿变距轴线23扭转有限量，正如箭头25所示，因此，每一叶片15相对于臂19的剩余部分和轭 20沿变距轴线23枢轴转动，同时能固定地固定到叶片底座21上。叶片15的变距角由旋转斜板机构(swashplate mechanism) 27控制，所述旋转斜板机构通过变距链结四连接到位于每一叶片15上的变距角柄(h0rn)31。在优选实施方式中，臂19构造成使得在叶片15 的间距改变中，大约95%的臂19的扭转发生在区域33中。例如，这能够通过臂19的制造形式来完成，以使得区域33中的弦向宽度比臂19的内侧部的弦向宽度更窄。优选地，但是可选地是，轭20通过由例如玻璃纤维的复合材料的多层形成，并通过弹性材料层分隔。在优选实施方式中，复合材料层能够在臂19的平面外(摆动)或扭转偏斜(变距) 中相对于彼此自由移动。使用具有多层结构的轭20，能够减少摆动瞬间，并减少抗扭刚度， 以允许使用较短的扭转柄。两个相平行的变距轴承35、37设置在每一臂19的内侧部上，每一叶片15的内侧部在所述臂的内侧部上得以旋转。轴承35、37彼此间隔，以允许轴承35、37抵抗叶片15的平面内剪切载荷，从而提供刚性平面的构型。每一轴承35、37由与每一臂19相关联的相对应轴承座39、41支撑。轴承座39设置到轴承座41的外侧，优选地是，轴承座39具有比轴承座41更小的直径。轴承座39设置到具有套筒43的臂19上，所述套筒43具有能够紧凑地容纳臂19的大体上为矩形横截面的形状。为了避免臂19的相邻层的磨损，优选地是，在套筒43的内表面和相关臂19之间还设置有弹性缓冲区(未示出)。镂空网45自套筒43向外延伸，圆周环47固定到具有球状弹性层48的网45。在臂19的摆动中，当臂19和圆锥体71间的角度变化时，弹性层48 能在网45和环47之间作少量的相对有角度移动。每一轴承座41不是直接设置到相关臂19上，而是枢轴连接到轮毂49，使得在平面外摆动、或臂19的移动中，每一轴承座可绕摆动轴51 (图2中示出)在有限量范围内枢转。 这种平面外移动可为任一方向，正如箭头53、55所示。轮毂49包括毂衬57、59、61以及轭20，所述轭各自以堆叠的排布方式设置在毂衬 57、59、61中的两者之间。每一相邻对的毂衬57、59、61都在其间保留了轭20，并形成用于每一轭20的臂19的抵抗增强弯曲的区域。图3和4示出了组件11的一部分的侧视图和横截面侧视图，用于臂19之一的弯曲区域也为可视的。上毂衬57具有处于外围边缘的弯曲表面63，当臂19以箭头53的方向移动时，轭 20的上表面65顶住弯曲表面63。弯曲表面63用于在摆动中减少发生在轭20上的弯曲应力集中。同样地，中间毂衬59具有处于外围边缘的弯曲表面67，当臂19在箭头55的方向上移动时，所述轭20的下表面69用于顶住弯曲表面67。当臂19向平面外移动，轴承座39随臂19移动，从而导致轴承35不能平行于轴承 37。为了避免这种情况，圆锥体形的环状对准支柱71设置在轴承座39、41之间，以在臂19 的摆动中维持轴承35、37的平行对准。如图4所示，支柱71固定地啮合轴承座41和轴承座39的环47，从而使支柱71不会相对于轴承座41和轴承座39的环47沿变距轴线23旋转。虽然优选地是，支柱71由铝制成，然而支柱71也可以由任何合适的刚性材料制成。为了使轴承座41能绕变距轴线51与臂19 一同旋转，每一轴承座41枢轴连接到轮毂49。轴承座41包括终止于圆周环75的镂空网73。镂空网73的内部上形成有孔77， 臂19贯穿孔77并未触及支承座41。轴承组件79设置在网73内部，轴承组件79包括刚性底座81和连接到网73的竖直外表面的抵抗弹性轴承83。轴承组件79设置到臂19的上、下方，每一组件79的位置大致上与孔77相邻近。每一组件79的底座81固定地固定到自每一相对应的毂衬57、59、61延伸出的凸缘87的外侧表面85。例如，如图3和4中所示的部分，具有自上毂衬57和中间毂衬59延伸出的凸缘，抵抗臂19与此类似。然而，臂19以垂直方向(例如进入或离开附图的平面)延伸，凸缘自中间毂衬59和下毂衬61延伸。为了限定支承座41的摆动移动，毂衬57、59、61分别具有弯曲轴承表面89，每一弯曲轴承表面具有与相关联的变距轴线51同轴的弯曲轴。四个支架91自每一网73向内侧延伸，两个支架91位于臂19的每一侧上。每一支架91终止于弯曲片93，所述弯曲片滑动地啮合于毂衬57、59、61其中之一的弯曲轴承表面89，以允许每一轴承座41相对于轮毂19 绕相关的变距轴线51以有限量旋转。另外，尽管弹性轴承83弹性地变形以允许轴承座41 相对于凸缘87有限量旋转，但是每一轴承组件79的底座81相对于轮毂49维持固定。支柱71固定地固定到轴承座39的环47以及轴承座41的环75上，支柱71确保在臂19的摆动移动中，环47、75彼此保持相互平行。因此，这种构型使得轴承35、37总是保持平行。具体参阅图4，示出了设置到轴承座39、41上的支柱71。轴承35包括圆周外圈 95和轴承件97，轴承37包括圆周外圈99和轴承件101。在优选实施方式中，支柱71的邻近的外表面作为用于每一轴承35、37的内环。每一轴承件97、101位本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于旋翼飞机的旋翼组件，包括：中间轮毂组件，包括具有多个臂的弯曲型扭柄轭，每一臂适合于将旋翼叶片安装到臂上，所述臂通过沿相对应的变距轴线扭转所述臂的部分来实现固定到所述轭上的叶片的间距变化；内侧变距轴承，与每一臂相关联，内侧变距轴承固定到轮毂组件，并允许随附的叶片沿变距轴线旋转，内侧变距轴承也能够允许臂相对于轮毂组件沿摆动轴线作平面外移动；以及外侧变距轴承，与每一臂相关联，外侧变距轴承固定到相关联的臂，并距离内侧变距轴承可选距离，以允许随附的叶片沿变距轴线旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：F·B·斯坦，
申请(专利权)人：贝尔直升机泰克斯特龙公司，
类型：发明
国别省市：US