一种旋翼操纵系统和共轴直升机的制作方法

本发明属于直升机，尤其涉及一种旋翼操纵系统和共轴直升机。

背景技术：

1、共轴双旋翼直升机具有绕同一理论轴线一正一反旋转的两副旋翼(即上旋翼和下旋翼)，由于转向相反，两副旋翼产生的扭矩在航向不变的飞行状态下相互平衡，通过两副旋翼总距差动产生不平衡扭矩可实现航向操纵，共轴双旋翼在直升机的飞行中，既是升力面又是纵横向和航向的操纵面。共轴式直升机的机身较短，同时其结构重量和载重均集中在直升机的重心处，因而减少了直升机的俯仰和偏航的转动惯量。

2、现有技术中，共轴式直升机操纵系统主要分为两种形式。

3、其中一种操纵形式为上下旋翼联合操纵，即通过平行四边形将上下两个倾斜器连接在一起，使两个倾斜器同时进行总距运动与周期变距，航向运动通过只控制一副旋翼的总距运动的半差动形式实现，这种操纵系统所需伺服舵机较少，但机械连杆较多，机械结构较为复杂，其机械结构暴露在轴外，旋转阻力大且容易造成损伤，失效后坠毁风险大。

4、另一种操纵形式为上下旋翼分控操纵，其特点为两个倾斜器分别独立控制两副旋翼的总距与周期变距，航向运动通过增加一副旋翼的总距同时减小另一副旋翼总距的全差动方式实现，由于采用上下两副旋翼，增加了直升机的垂向尺寸，两副旋翼的桨毂和操纵机构均暴露在机身外。两副旋翼的间距与旋翼直径成一定的比例，以保证飞行中上下旋翼由于操纵和阵风引起的极限挥舞不会相碰。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种旋翼操纵系统和共轴直升机，解决了现有技术中旋翼操纵系统的设置方式导致旋翼纵向高度过高的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种旋翼操纵系统，包括第一变向单元、第二变向单元、上旋翼操纵单元、下旋翼操纵单元、连接轴以及多根连接杆；直升机的上桨毂和下桨毂分别套设于连接轴的外侧，从上至下，上桨毂、第一变向单元、下桨毂、下旋翼操纵单元、上旋翼操纵单元、第二变向单元依次设置；连接轴为中空结构，连接杆位于连接轴内；上旋翼操纵单元依次通过第二变向单元、连接杆和第一变向单元与上桨毂连接，用于实现上桨毂的总距变化与周期变距；下旋翼操纵单元与下桨毂连接，用于实现下桨毂的总距变化与周期变距。

4、进一步地，第一变向单元的变向包括第一凸板和第一转杆，第一转杆的一端与上桨夹连接，第一转杆的另一端与对应的连接杆的上端转动连接，第一转杆两端之间的其中一点与第一凸板转动连接。

5、进一步地，第二变向单元包括第二凸板和第二转杆，第二转杆的一端与上旋翼的上倾斜器连接，第二转杆的另一端与对应的连接杆的下端转动连接，第二转杆两端之间的其中一点与第二凸板转动连接。

6、进一步地，上旋翼操纵单元包括上倾斜器以及用于驱动上倾斜器倾斜的上伺服舵机，上倾斜器与第一变向单元连接。

7、进一步地，上倾斜器包括上定环和上动环，上动环与上定环转动连接，上定环与上伺服舵机连接，上动环与第二变向单元连接。

8、进一步地，上定环包括环体以及设于环体边缘处的支臂，支臂相对于环体平面向下倾斜，上伺服舵机位于支臂的上方，第一变向单元位于环体的下方。

9、进一步地，下旋翼操纵单元包括下倾斜器以及用于驱动下倾斜器倾斜的下伺服舵机，下倾斜器与下旋翼的下桨夹连接。

10、进一步地，下倾斜器包括下定环和下动环，下动环与下定环转动连接，下定环与下伺服舵机连接，下动环与下旋翼的下桨夹连接。

11、进一步地，上桨毂与连接轴之间、下桨毂与连接轴均通过花键结构固定连接。

12、本发明还提供了一种共轴直升机，包括上述旋翼操纵系统。

13、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

14、本发明提供的旋翼操纵系统，在满足其功能性能的同时，上桨毂上方无其他结构件，将上桨毂的上方空间空出来，有效利用操纵空间，从而能够为直升机上方进行吊挂预留足够的可操作位置与接口；同时，从上桨毂的下方操纵上旋翼，还能够最大限度地降低无人直升机纵向高度。此外，由于上旋翼和下旋翼能够分别独立操纵来改变桨距角度，达到直升机飞行姿态的改变。

15、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种旋翼操纵系统，其特征在于，包括第一变向单元、第二变向单元、上旋翼操纵单元、下旋翼操纵单元、连接轴以及多根连接杆；

2.根据权利要求1所述的旋翼操纵系统，其特征在于，所述第一变向单元的变向包括第一凸板和第一转杆，所述第一转杆的一端与上桨夹连接，所述第一转杆的另一端与对应的连接杆的上端转动连接，所述第一转杆两端之间的其中一点与第一凸板转动连接。

3.根据权利要求1所述的旋翼操纵系统，其特征在于，所述第二变向单元包括第二凸板和第二转杆，所述第二转杆的一端与上旋翼的上倾斜器连接，所述第二转杆的另一端与对应的连接杆的下端转动连接，所述第二转杆两端之间的其中一点与第二凸板转动连接。

4.根据权利要求1至3所述的旋翼操纵系统，其特征在于，所述上旋翼操纵单元包括上倾斜器以及用于驱动上倾斜器倾斜的上伺服舵机，所述上倾斜器与第一变向单元连接。

5.根据权利要求4所述的旋翼操纵系统，其特征在于，所述上倾斜器包括上定环和上动环，所述上动环与上定环转动连接，所述上定环与上伺服舵机连接，所述上动环与第二变向单元连接。

6.根据权利要求5所述的旋翼操纵系统，其特征在于，所述上定环包括环体以及设于环体边缘处的支臂，所述支臂相对于环体平面向下倾斜，所述上伺服舵机位于支臂的上方，所述第一变向单元位于环体的下方。

7.根据权利要求1至3任一项所述的旋翼操纵系统，其特征在于，所述下旋翼操纵单元包括下倾斜器以及用于驱动下倾斜器倾斜的下伺服舵机，所述下倾斜器与下旋翼的下桨夹连接。

8.根据权利要求7所述的旋翼操纵系统，其特征在于，所述下倾斜器包括下定环和下动环，所述下动环与下定环转动连接，所述下定环与下伺服舵机连接，所述下动环与下旋翼的下桨夹连接。

9.根据权利要求1至3任一项所述的旋翼操纵系统，其特征在于，所述上桨毂与连接轴之间、下桨毂与连接轴均通过花键结构固定连接。

10.一种共轴直升机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的旋翼操纵系统。

技术总结
本发明公开了一种旋翼操纵系统和共轴直升机，属于直升机技术领域，解决了现有技术中旋翼操纵系统的设置方式导致旋翼纵向高度过高的问题。该系统包括第一变向单元、第二变向单元、上旋翼操纵单元、下旋翼操纵单元、连接轴以及多根连接杆；直升机的上桨毂和下桨毂分别套设于连接轴的外侧，从上至下，上桨毂、第一变向单元、下桨毂、下旋翼操纵单元、上旋翼操纵单元、第二变向单元依次设置；连接轴为中空结构，连接杆位于连接轴内；上旋翼操纵单元依次通过第二变向单元、连接杆和第一变向单元与上桨毂连接；下旋翼操纵单元与下桨毂连接。该系统可用于控制旋翼的周期变距和总距变化。

技术研发人员：张瑞芳,孙涛,孟程,韩述宏,田刚印
受保护的技术使用者：北京中航智科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15