一种用于直升机变转速旋翼的变直径桨叶

本发明涉及旋翼飞行器，尤其涉及一种用于直升机变转速旋翼的变直径桨叶。

背景技术：

1、直升机由于其独特的垂直起降、悬停、低空性能，在民用和军用领域内都有非常广泛的应用。然而，因为其独特的升力产生方式，直升机的飞行效率通常并不高，变转速旋翼可以提高直升机的飞行性能、降低功耗，以适应不同的飞行环境和飞行状态。

2、研究发现，较小的旋翼半径更适合高速飞行，而较大的旋翼更适合悬停或者低速飞行。因此，可变直径的桨叶对于变转速旋翼系统具有非常大的增益效果。而如何优化设计一种结构简单易用，生产、维修相对方便的变直径桨叶，成为了需要研究的课题。

技术实现思路

1、本发明的实施例提供一种用于直升机变转速旋翼的变直径桨叶，设计了一种结构简单易用，生产、维修相对方便的变直径桨叶，能够根据旋翼转速自适应改变直径。

2、为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

3、所述变直径桨叶的主体部分包括主体桨叶(1)和外伸桨叶(2)，主体桨叶(1)的截面与外伸桨叶(2)的截面之间通过变直径连接机构相连；

4、主体桨叶(1)分为上下两半部分，在主体桨叶(1)的上半部分安装有至少2个主体桨叶金属横梁(11)，其中，在主体桨叶金属横梁(11)伸出主体桨叶(1)的截面处，安装有主体桨叶连接件(10)，

5、外伸桨叶(2)也分为上下两半部分，在外伸桨叶(2)的上半部分安装有至少2个外伸桨叶金属梁(7)，其中，在外伸桨叶金属梁(7)伸出外伸桨叶(2)的截面处，安装有外伸桨叶连接件(4)；

6、配重块(3)布置在外伸桨叶(2)中的导轨上，以便于配重块(3)沿导轨径向运动，配重块(3)的形状为长方体；

7、在主体桨叶(1)的下半部分和外伸桨叶(2)的下半部分中，都填充有桨叶泡沫填充物(8)；

8、所述变直径连接机构，包括：弹性连接件和非弹性连接件，所述弹性连接件用于连接外伸桨叶金属梁(7)和主体桨叶金属横梁(11)；所述非弹性连接件的一端连接配重块(3)，所述非弹性连接件的另一端绕过布置在主体桨叶(1)的截面处的定滑轮(12)后固定于外伸桨叶金属梁(7)的截面。其中，外伸桨叶(2)金属大梁截面处均安装有连接件(4)，主体桨叶(1)相对面的金属大梁截面处安装有连接件(10)，并与两根弹簧(5)连接。一根金属横梁(11)经过螺钉固定在两个连接件(10)上，并在中部安装一带支座的定滑轮(12)。

9、本发明实施例提供的用于直升机变转速旋翼的变直径桨叶，将一个配重块安装于外伸桨叶的滑动导轨中，用一根柔性细绳和两根弹簧与主体桨叶连接，当桨叶加速旋转时，配重块受到离心力作用向外移动，带动细绳与配重块相连的一端向外移动，而细绳与外伸桨叶相连的一端向内移动，从而使外伸桨叶整体相对于主体桨叶向内移动，桨叶直径缩短，当旋翼速度变为匀速时，弹簧弹力与离心力相平衡，桨叶直径保持不变。反之，旋翼转速减小时，配重块所受离心力减小，弹簧拉力大于离心力，配重块沿桨叶径向向内移动，外伸桨叶则向外移动，桨叶的直径增加。利用离心力和弹簧拉力的变化，可以实现自适应改变桨叶直径，从而提升旋翼的效率和性能。

技术特征：

1.一种用于直升机变转速旋翼的变直径桨叶，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的变直径桨叶系统，其特征在于，所述弹性连接件采用弹簧(5)，所述非弹性连接件采用无弹柔性细绳(6)。

3.根据权利要求1或2所述的变直径桨叶系统，其特征在于，一个外伸桨叶金属梁(7)与一个主体桨叶金属横梁(11)的数量相同组成一对梁，每一对梁都安装于同一水平面上；

4.根据权利要求1所述的变直径桨叶系统，其特征在于，主体桨叶(1)和外伸桨叶(2)都包裹在蒙皮(9)中；

5.根据权利要求1所述的变直径桨叶系统，其特征在于，配重块(3)的两面沿径向分别开设有凹槽。

6.根据权利要求5所述的变直径桨叶系统，其特征在于，在外伸桨叶(2)上半部分还安装有导轨，导轨与外伸桨叶金属梁(7)平行；

7.根据权利要求5所述的变直径桨叶系统，其特征在于，凹槽位于配重块(3)的上下两面沿径向开设，且上下两面的凹槽的位置和形状，分别与两条外伸桨叶金属梁(7)的安装位置和形状相匹配，以便于配重块(3)将外伸桨叶金属大梁(7)作为沿径向运动的导轨。

8.根据权利要求1所述的变直径桨叶系统，其特征在于，配重块(3)的两面沿径向加工出长条形凹槽；

9.根据权利要求3所述的变直径桨叶系统，其特征在于，配重块(3)的前端面固定安装一个半圆环，无弹柔性细绳(6)的一端连接所述半圆环；

10.根据权利要求1所述的变直径桨叶系统，其特征在于，主体桨叶(1)的一端为开放式，并延伸出限位法兰，外伸桨叶(2)前端嵌套在主体桨叶(1)中，所述限位法兰的长度长于所述非弹性连接件的最大长度。

技术总结
本发明实施例公开了一种用于直升机变转速旋翼的变直径桨叶，涉及旋翼飞行器技术领域。本发明包括：一个配重块安装在外部桨叶导轨中，通过弹簧与桨叶连接，同时有一柔性绳绕过安装在桨叶上的固定横杆的滑轮连接配重块和外部桨叶，外部桨叶以稍小的尺寸和相同的形状套在桨叶内。当旋翼转速增加时，配重块向外移动，外部桨叶相对于桨叶向内运动，旋翼半径反而减小。从而设计了一种结构简单易用，生产、维修相对方便的变直径桨叶，能够根据旋翼转速自适应改变直径。本发明适用于变转速旋翼的桨叶。

技术研发人员：楼雨凌,韩东,刘润甫
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22