一种基于复合材料的油动多旋翼柔性旋翼系统的制作方法

本实用新型涉及航空技术领域，特别是涉及一种基于复合材料的油动多旋翼柔性旋翼系统。

技术背景

油动多旋翼直升机相比于电动直驱多旋翼直升机具有续航时间长、载荷能力强、航程远等特点，越来越多的应用于国民经济领域。目前主流的油动多旋翼直升机旋翼系统主要由旋翼和变距机构组成，油动多旋翼变距机构只需要实现总距操纵。在中国专利说明书CN-105857578-A(申请公布日为2016.08.17)中曾描述够一种油动多旋翼飞行器用变距系统，该系统包括主轴，旋翼头固定在主轴上，旋翼头和旋翼夹通过压力轴承和定位轴承中联；主轴内有变距轴，变距轴从旋翼头的顶部伸出，变距轴的顶部固定有变距拨叉，两个变距拉杆的上端分别与变距拨叉的两端通过销轴连接，两个变距拉杆的下端分别与两个旋翼夹连接，变距轴与旋翼头的孔壁之间设有上铜套，上铜套上方的旋翼头孔壁与变距轴之间设有上密封圈。变距轴和主轴底部之间有下铜套，下铜套下方的主轴和变距轴之间设有下密封圈。这种变距机构同时包括密封装置、变距轴承、变距轴等部件，其不足之处在于结构复杂、质量大、加工精度要求高、装配难度大。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于复合材料的油动多旋翼柔性旋翼系统。本实用新型桨毂系统无轴承部件，仅依靠复合材料拉扭条的合理铺层来完成旋翼系统的各项功能，系统重量小、结构简单、易于装配、可靠性及可维护性较好。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于复合材料的油动多旋翼柔性旋翼系统，包括桨毂系统和变距系统。它们之间的位置连接关系是：变距系统套装于桨毂系统中的主轴上。

所述桨毂系统，包括桨叶、变距摇臂、复材拉扭条、旋翼垫块、桨毂和主轴。桨叶与变距摇臂固连，变距摇臂分别与两片复材拉扭条固连且置于二者中间；旋翼垫块分别与两片复材拉扭条固连，且置于二者中间起支撑作用；桨毂上端与复材拉扭条、旋翼垫块固连，下端与主轴套合并固连；主轴从油动多旋翼减速器中伸出。

所述变距系统，包括变距拉杆、变距拨叉、滑环压盖、内滑环、滑环轴承、外滑环、总距拉杆、总距轴承和总距拨叉组成。变距拉杆两端均加工有球状凹槽，上端凹槽与桨毂系统中变距摇臂末端的球头结构套合，下端凹槽与滑环压盖上的球头结构套合；变距拨叉一端与桨毂系统中的桨毂固连，另一端的叉状结构将变距拉杆套入；滑环压盖与内滑环固连，内滑环套在主轴上，可沿主轴做轴向运动；滑环轴承内环与内滑环固连，外环与外滑环固连，作用为支撑内滑环与外滑环，并允许二者相对转动；总距拉杆两端均加工有球状凹槽，上端与外滑环的球头结构套合，下端与变距舵机摇臂的球头套合；总距轴承内环与主轴固连，外环与总距拨叉固连，作用为支撑总距拨叉和主轴，并允许二者相对转动；总距拉杆套入叉状结构内；总距拨叉与油动多旋翼减速器固连。

优点及功效：与现有技术相比，本实用新型的有益效果是解决了目前油动多旋翼直升机旋翼系统结构复杂、质量大、加工精度要求高、装配难度大等问题。本实用新型桨毂系统无轴承部件，仅依靠复合材料拉扭条的合理铺层来完成旋翼系统的各项功能，系统重量小、结构简单、易于装配、可靠性及可维护性较好。

附图说明

图1基于复合材料的油动多旋翼柔性旋翼系统结构示意图；

图2基于复合材料的油动多旋翼柔性旋翼系统结构剖视图；

图3基于复合材料的油动多旋翼柔性旋翼系统结构俯视图；

图中符号标记如下：

1-桨叶；2-复材拉扭条；3-变距摇臂；4-旋翼垫块；5-桨毂；6-主轴；7-变距拉杆；8-变距拨叉；9-滑环压盖；10-内滑环；11-滑环轴承；12-外滑环；13-总距拉杆；14-总距轴承；15-总距拨叉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于复合材料的油动多旋翼柔性旋翼系统。

参见图1，与本实施例的基于复合材料的油动多旋翼柔性旋翼系统相关的桨毂系统主要构成如下：所述桨毂系统，包括桨叶1、复材拉扭条2、变距摇臂3、旋翼垫块4、桨毂5和主轴6。桨叶1与变距摇臂3固连，变距摇臂3分别与两片复材拉扭条2固连且置于二者中间；旋翼垫块4分别与两片复材拉扭条2固连，且置于二者中间起支撑作用；桨毂5上端与复材拉扭条2、旋翼垫块4固连，下端与主轴6套合并固连；主轴6从油动多旋翼减速器中伸出。

参见图1-图3，与本实施例的基于复合材料的油动多旋翼柔性旋翼系统相关的变距系统主要构成如下：所述变距系统，包括变距拉杆7、变距拨叉8、滑环压盖9、内滑环10、滑环轴承11、外滑环12、总距拉杆13、总距轴承14和总距拨叉15组成。变距拉杆7两端均加工有球状凹槽，上端凹槽与桨毂系统中变距摇臂3末端的球头结构套合，下端凹槽与滑环压盖9上的球头结构套合；变距拨叉8一端与桨毂系统中的桨毂5固连，另一端的叉状结构将变距拉杆7套入；滑环压盖9与内滑环10固连，内滑环10套在主轴6上，可沿主轴6做轴向运动；滑环轴承11内环与内滑环固连，外环与外滑环12固连，作用为支撑内滑环10与外滑环12，并允许二者相对转动；总距拉杆13两端均加工有球状凹槽，上端与外滑环12的球头结构套合，下端与变距舵机摇臂的球头套合；总距轴承14内环与主轴6固连，外环与总距拨叉15固连，作用为支撑总距拨叉15和主轴6，并允许二者相对转动；总距拉杆13套入叉状结构内；总距拨叉15与油动多旋翼减速器固连。

参见图1-图3，本实施例的具体操作过程如下：

主轴6在减速器的作用下转动，与其直接或间接固连的桨毂5、复材拉扭条2、旋翼垫块4、桨叶1和变距摇臂3均以相同的转速与主轴6一起转动，桨叶1转动，旋翼系统产生沿主轴6轴线方向的拉力；变距摇臂3转动带动变距拉杆7上端转动，变距拨叉8转动拨动变距拉杆7中部转动，二者共同作用使得滑环压盖9与变距拉杆7等速转动；总距拨叉15与减速器固连，处于固定状态，套入总距拨叉15中的总距拉杆13在拨叉结构的作用下不转动，但可以沿主轴6轴线方向做直线运动，总距拉杆13上端连接的外滑环12亦不转动。

当油动多旋翼进行机动动作时，变距舵机摇臂转动并带动总距拉杆13沿主轴轴线方向做直线运动，与变距拉杆13上端连接的外滑环12沿相同方向运动；外滑环12通过滑环轴承11带动内滑环10和滑环压盖9一起运动，此时滑环压盖9既与主轴6一同转动又沿着主轴6轴向方向做直线运动；变距拉杆7在滑环压盖的作用下也沿主轴6轴线方向做直线运动，并把变距拉杆7上的力传递到变距摇臂3上；复材拉扭条2为弯扭组合梁构型，经过复合材料铺层的合理设计，可承受较大的拉力并易于扭转；变距摇臂3受力带动复材拉扭条2的两端扭转，与变距摇臂3固连的桨叶1桨距改变，旋翼系统拉力随之改变。由旋翼空气动力学可知，桨叶1在转动的过程中会产生挥舞运动，两片复材拉扭条2夹在桨叶1上，中间依靠旋翼垫块4支撑，此结构有利于挥舞运动，削弱挥舞力矩对油动多旋翼机体的影响。