直升机增强型高稳定性桨叶总成及直升机论文和设计-王曦田

全文摘要

本实用新型公开了一种直升机增强型高稳定性桨叶总成及直升机，包括用于与尾桨旋翼轴连接的尾桨轴颈、与尾桨轴颈转动配合的尾桨桨夹以及固定于尾桨桨夹上的尾桨桨叶，所述尾桨轴颈通过挥舞铰与尾桨旋翼轴固定连接，所述尾桨桨夹靠近尾桨旋翼轴的一端外壁设有用于与变距机构连接的第一径向连接部，所述第一径向连接部与尾桨桨叶的迎风面位于同侧，所述挥舞铰的轴线偏离第一径向连接部的轴线。本实用新型不仅能够有效抑制挥舞，而且能够有效抑制周期变距，减少周期变距与挥舞的耦合，提高轴承使用寿命。

主设计要求

1.一种直升机增强型高稳定性桨叶总成，其特征在于：包括用于与尾桨旋翼轴连接的尾桨轴颈、与尾桨轴颈转动配合的尾桨桨夹以及固定于尾桨桨夹上的尾桨桨叶，所述尾桨轴颈通过挥舞铰与尾桨旋翼轴固定连接，所述尾桨桨夹靠近尾桨旋翼轴的一端外壁设有用于与变距机构连接的第一径向连接部，所述第一径向连接部与尾桨桨叶的迎风面位于同侧，所述挥舞铰的轴线偏离第一径向连接部的轴线。

设计方案

2.根据权利要求1所述的直升机增强型高稳定性桨叶总成，其特征在于：所述尾桨桨叶采用高强度碳纤维-环氧复合材料制成，尾桨桨叶的迎风面边缘包覆有镍合金包铁层。

3.根据权利要求2所述的直升机增强型高稳定性桨叶总成，其特征在于：所述变距机构包括以可沿尾桨旋翼轴轴向滑动且与尾桨旋翼轴传动配合的方式外套于尾桨旋翼轴的变距盘、外套于变距盘用于带动变距盘滑动的变距套筒以及用于带动变距套筒沿尾桨旋翼轴轴向滑动的驱动组件，所述变距盘通过传动杆与尾桨桨夹连接。

4.根据权利要求3所述的直升机增强型高稳定性桨叶总成，其特征在于：所述变距盘靠近尾桨桨夹一端的外壁设有用于与传动杆连接的第二径向连接部，所述传动杆两端分别与第一径向连接部和第二径向连接部铰接。

5.根据权利要求3所述的直升机增强型高稳定性桨叶总成，其特征在于：所述驱动组件包括舵机、位于变距套筒外侧与舵机传动连接的拉杆以及设置于拉杆与变距套筒之间的变距摇臂，所述舵机固定于一尾桨支座上，所述尾桨旋翼轴以可转动的方式支撑于尾桨支座，所述舵机的输出端位于尾桨支座内，所述拉杆一端伸入尾桨支座内与设置于舵机输出端的舵机摇臂铰接，拉杆另一端伸出尾桨支座外与变距摇臂一端铰接，变距摇臂另一端与变距套筒铰接。

6.根据权利要求5所述的直升机增强型高稳定性桨叶总成，其特征在于：所述尾桨支座上设置有与变距摇臂配合的连杆，所述连杆位于拉杆与变距套筒之间，该连杆一端与变距摇臂铰接，另一端与尾桨支座上设有的连接臂铰接。

7.根据权利要求1所述的直升机增强型高稳定性桨叶总成，其特征在于：所述尾桨旋翼轴用于与尾桨轴颈连接的一端端部安装有动平衡配重盘。

8.根据权利要求5所述的直升机增强型高稳定性桨叶总成，其特征在于：还包括用于驱动尾桨旋翼轴转动的尾桨电机，所述尾桨电机固定于尾桨支座上，所述舵机的轴线与尾桨电机的轴线相垂直。

9.一种应用权利要求1至8中任一项所述的直升机增强型高稳定性桨叶总成的直升机，其特征在于：所述直升机增强型高稳定性桨叶总成安装于该直升机。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及直升机领域，特别涉及一种直升机增强型高稳定性桨叶总成。

背景技术

直升机尾桨是用来平衡反扭矩和对直升机进行航向操纵的部件。旋转着的尾桨相当于一个垂直安定面，能对直升机航向起稳定作用。虽然尾桨的功用与旋翼不同，但是它们都是由旋转而产生空气动力、在前飞时处于不对称气流中工作的状态，因此尾桨结构与旋翼结构有很多相似之处。目前，尾桨的结构形式主要有跷跷板式、万向接头式、铰接式、无轴承式、“涵道尾桨”式。

常规尾桨通常由尾桨叶、尾桨毂及变距机构组成，其中尾桨叶连接在尾桨毂上，是产生空气动力的旋转翼面；尾桨毂是连接尾桨叶和尾传动系统、尾操纵系统的中间部件；尾桨变距机构主要由滑筒、三叉拨杆、变距拉杆等组成，用来改变尾桨的桨距角，以改变尾桨拉力的大小和方向。现有技术中直升机尾桨变距多是采用多零件的传动结构将舵机的操纵力传递到变距拉杆上，最终再传递给尾桨。这样的设计导致的直接后果就是它的结构重量增加，并且过多的传动接头会导致传动的可靠性降低；同时现有技术中旋翼轴通过变距拉杆传递扭矩，降低了拉杆以及轴承的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种直升机增强型高稳定性桨叶总成及直升机，不仅能够有效抑制挥舞，而且能够有效抑制周期变距，减少周期变距与挥舞的耦合，提高轴承使用寿命。

本实用新型的直升机增强型高稳定性桨叶总成，包括用于与尾桨旋翼轴连接的尾桨轴颈、与尾桨轴颈转动配合的尾桨桨夹以及固定于尾桨桨夹上的尾桨桨叶，所述尾桨轴颈通过挥舞铰与尾桨旋翼轴固定连接，所述尾桨桨夹靠近尾桨旋翼轴的一端外壁设有用于与变距机构连接的第一径向连接部，所述第一径向连接部与尾桨桨叶的迎风面位于同侧，能够有效抑制挥舞；所述挥舞铰的轴线偏离第一径向连接部的轴线，使挥舞铰的轴线与第一径向连接部的轴线之间形成微小的倾斜角度(基本共轴)，从而能够有效抑制周期变距，减少周期变距与挥舞的耦合，提高轴承使用寿命。

进一步，所述尾桨桨叶采用高强度碳纤维-环氧复合材料制成，尾桨桨叶的迎风面边缘包覆有镍合金包铁层，不仅能够提高使用寿命和抗砂石能力，而且通过设置镍合金包铁层，可实现重心前移，提高尾桨桨叶颤振稳定性，并降低尾桨桨叶铰链力矩。

进一步，所述变距机构包括以可沿尾桨旋翼轴轴向滑动且与尾桨旋翼轴传动配合的方式外套于尾桨旋翼轴的变距盘、外套于变距盘用于带动变距盘滑动的变距套筒以及用于带动变距套筒沿尾桨旋翼轴轴向滑动的驱动组件，所述变距盘通过传动杆与尾桨桨夹连接，通过变距盘与尾桨旋翼轴传动配合，使变距盘随着尾桨旋翼轴转动，且尾桨旋翼轴带动尾桨桨叶转动，从而使得变距盘实现对尾桨旋翼轴的扭矩传递，优化了传力路径，延长了轴承及其它零部件的使用寿命；同时通过驱动组件带动变距套筒滑动，进而带动变距盘滑动，变距盘滑动带动尾桨桨叶转动，从而实现尾桨变距。

进一步，所述变距盘靠近尾桨桨夹一端的外壁设有用于与传动杆连接的第二径向连接部，所述传动杆两端分别与第一径向连接部和第二径向连接部铰接，动杆两端分别与第一径向连接部和第二径向连接部采用关节轴承进行铰接，使变距盘沿轴向滑动能够带动尾桨桨夹转动，实现尾桨变距。尾桨桨夹一端外套于尾桨轴颈，通过滑动轴承与尾桨轴颈转动配合，滑动轴承为两个，沿尾桨轴颈轴向间隔设置，实现稳定的变距运动；尾桨桨夹和尾桨轴颈内设置有贯穿的尾桨拉扭条，尾桨拉扭条两端分别通过销钉固定于尾桨桨夹和尾桨轴颈，通过设置尾桨拉扭条，能够承受离心力，以减轻滑动轴承的受力(避免轴向承受离心力)，从而极大地提高轴承的使用寿命；尾桨桨夹和尾桨轴颈之间还设置有O型密封圈，以提高防水、防尘、防砂石效果。

进一步，所述驱动组件包括舵机、位于变距套筒外侧与舵机传动连接的拉杆以及设置于拉杆与变距套筒之间的变距摇臂，所述舵机固定于一尾桨支座上，所述尾桨旋翼轴以可转动的方式支撑于尾桨支座，所述舵机的输出端位于尾桨支座内，所述拉杆一端伸入尾桨支座内与设置于舵机输出端的舵机摇臂铰接，拉杆另一端伸出尾桨支座外与变距摇臂一端铰接，变距摇臂另一端与变距套筒铰接，通过舵机带动拉杆上下运动，进而带动变距摇臂随拉杆运动，变距摇臂带动变距套筒沿轴向滑动，从而使变距套筒带动变距盘沿轴向滑动，变距盘带动尾桨桨叶组件转动，实现尾桨变距。

进一步，所述尾桨支座上设置有与变距摇臂配合的连杆，所述连杆位于拉杆与变距套筒之间，该连杆一端与变距摇臂铰接，另一端与尾桨支座上设有的连接臂铰接，提高传动效率，保证传动稳定性；连杆与变距摇臂和连接臂之间均采用关节轴承进行铰接，具有载荷能力大，抗冲击，抗腐蚀、耐磨损、自调心、润滑好等特点。

进一步，所述尾桨旋翼轴用于与尾桨轴颈连接的一端端部安装有动平衡配重盘，通过调节配重实现良好的动平衡。

进一步，还包括用于驱动尾桨旋翼轴转动的尾桨电机，所述尾桨电机固定于尾桨支座上，所述舵机的轴线与尾桨电机的轴线相垂直，使尾桨电机与驱动组件中的拉杆、变距摇臂等部件分开布置在尾梁杆两侧，使两侧重量保持基本一致，从而保证受力更加均匀，提升使用性能。

本实用新型还公开了一种应用直升机增强型高稳定性桨叶总成的直升机，所述直升机增强型高稳定性桨叶总成安装于该直升机，不仅能够有效抑制挥舞，而且能够有效抑制周期变距，减少周期变距与挥舞的耦合，提高轴承使用寿命。

本实用新型的有益效果：本实用新型的直升机增强型高稳定性桨叶总成及直升机，不仅能够有效抑制挥舞，而且能够有效抑制周期变距，减少周期变距与挥舞的耦合，提高轴承使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的去尾桨桨叶的剖视图；

图3为图2的左视局部剖视图；

图4为图2的俯视局部剖视图；

图5为图4的去尾桨桨叶组件的示意图；

图6为本实用新型的立体示意图。

具体实施方式

如图1至图6所示：本实施例的直升机增强型高稳定性桨叶总成，包括用于与尾桨旋翼轴1连接的尾桨轴颈19、与尾桨轴颈19转动配合的尾桨桨夹20以及固定于尾桨桨夹20上的尾桨桨叶21，所述尾桨轴颈19通过挥舞铰24与尾桨旋翼轴1固定连接，所述尾桨桨夹20靠近尾桨旋翼轴1的一端外壁设有用于与变距机构连接的第一径向连接部22，所述第一径向连接部22与尾桨桨叶21的迎风面位于同侧，能够有效抑制挥舞；所述挥舞铰24的轴线偏离第一径向连接部22的轴线，使挥舞铰24的轴线与第一径向连接部22的轴线之间形成微小的倾斜角度(基本共轴)，从而能够有效抑制周期变距，减少周期变距与挥舞的耦合，提高轴承使用寿命。

本实施例中，所述尾桨桨叶21采用高强度碳纤维-环氧复合材料制成，尾桨桨叶21的迎风面边缘包覆有镍合金包铁层，不仅能够提高使用寿命和抗砂石能力，而且通过设置镍合金包铁层，可实现重心前移，提高尾桨桨叶21颤振稳定性，并降低尾桨桨叶21铰链力矩。

本实施例中，所述变距机构包括以可沿尾桨旋翼轴1轴向滑动且与尾桨旋翼轴1传动配合的方式外套于尾桨旋翼轴1的变距盘3、外套于变距盘3用于带动变距盘3滑动的变距套筒4以及用于带动变距套筒4沿尾桨旋翼轴1轴向滑动的驱动组件，所述变距盘3通过传动杆5与尾桨桨夹20连接；通过变距盘3与尾桨旋翼轴1传动配合，使变距盘3随着尾桨旋翼轴1转动，且尾桨旋翼轴1带动尾桨桨叶转动，从而使得变距盘3实现对尾桨旋翼轴1的扭矩传递，优化了传力路径，延长了轴承及其它零部件的使用寿命；同时通过驱动组件带动变距套筒4滑动，进而带动变距盘3滑动，变距盘3滑动带动尾桨桨叶转动，从而实现尾桨变距。

本实施例中，所述变距盘3靠近尾桨桨夹20一端的外壁设有用于与传动杆5连接的第二径向连接部23，所述传动杆5两端分别与第一径向连接部22和第二径向连接部23铰接，本实施例的传动杆5两端分别与第一径向连接部22和第二径向连接部23采用关节轴承进行铰接，使变距盘3沿轴向滑动能够带动尾桨桨夹20转动，实现尾桨变距。本实施例的尾桨桨夹20一端外套于尾桨轴颈19，通过滑动轴承与尾桨轴颈19转动配合，滑动轴承为两个，沿尾桨轴颈19轴向间隔设置，实现稳定的变距运动；尾桨桨夹20和尾桨轴颈19内设置有贯穿的尾桨拉扭条，尾桨拉扭条两端分别通过销钉固定于尾桨桨夹20和尾桨轴颈19，通过设置尾桨拉扭条，能够承受离心力，以减轻滑动轴承的受力(避免轴向承受离心力)，从而极大地提高轴承的使用寿命；尾桨桨夹20和尾桨轴颈19之间还设置有O型密封圈，以提高防水、防尘、防砂石效果。

本实施例中，所述驱动组件包括舵机6、位于变距套筒4外侧与舵机6传动连接的拉杆7以及设置于拉杆7与变距套筒4之间的变距摇臂8，所述舵机6固定于一尾桨支座9上，所述尾桨旋翼轴1以可转动的方式支撑于尾桨支座9，所述舵机6的输出端位于尾桨支座9内，所述拉杆7一端伸入尾桨支座9内与设置于舵机6输出端的舵机摇臂10铰接，拉杆7另一端伸出尾桨支座9外与变距摇臂8一端铰接，变距摇臂8另一端与变距套筒4铰接；通过舵机6带动拉杆7上下运动，进而带动变距摇臂8随拉杆7运动，变距摇臂8带动变距套筒4沿轴向滑动，从而使变距套筒4带动变距盘3沿轴向滑动，变距盘3带动尾桨桨叶组件转动，实现尾桨变距。本实施例的拉杆7与舵机摇臂10和变距摇臂8之间、变距摇臂8与变距套筒4之间均采用关节轴承进行铰接，具有载荷能力大，抗冲击，抗腐蚀、耐磨损、自调心、润滑好等特点；变距摇臂8用于与变距套筒4连接的一端为半圆形结构，便于装配，连接牢靠；尾桨旋翼轴1通过角接触球轴承与尾桨支座9转动连接，且尾桨支座9上安装有用于支撑尾桨旋翼轴1的轴承座和用于防尘的防尘板，以提高支撑防护效果，轴承座与尾桨旋翼轴1之间设置有防尘封，以提高防尘、防砂石效果；尾桨支座9侧面开设有用于桨距测试的开口，以便于外接专门的检测工装直接进行测试；并且通过设置尾桨支座9，便于与直升机尾梁杆进行装配，提升支撑强度和刚度，抗疲劳效果好。

本实施例中，所述尾桨支座9上设置有与变距摇臂8配合的连杆11，所述连杆11位于拉杆7与变距套筒4之间，该连杆11一端与变距摇臂8铰接，另一端与尾桨支座9上设有的连接臂12铰接，提高传动效率，保证传动稳定性；本实施例的连杆11与变距摇臂8和连接臂12之间均采用关节轴承进行铰接，具有载荷能力大，抗冲击，抗腐蚀、耐磨损、自调心、润滑好等特点。

本实施例中，所述尾桨旋翼轴1用于与尾桨轴颈19连接的一端端部安装有动平衡配重盘25，通过调节配重实现良好的动平衡。

本实施例中，还包括用于驱动尾桨旋翼轴1转动的尾桨电机2，所述尾桨电机2固定于尾桨支座9上，所述舵机6的轴线与尾桨电机2的轴线相垂直，使尾桨电机2与驱动组件中的拉杆7、变距摇臂8等部件分开布置在尾梁杆两侧，使两侧重量保持基本一致，从而保证受力更加均匀，提升使用性能。

本实施例中，所述变距盘3通过滑动环13与尾桨旋翼轴1传动配合，以实现变距盘3的轴向滑动，本实施例的滑动环13为活塞环，活塞环为两个，沿轴向间隔设置，以提高轴承的使用寿命；且所述变距盘3与尾桨旋翼轴1之间设置有用于传递扭矩的自润滑环形薄壁件14，本实施例的自润滑环形薄壁件14采用自润滑垫片，以实现扭矩传递，优化了传力路径，避免拉杆直接承受扭矩，延长了拉杆的使用寿命。本实施例的尾桨旋翼轴1与变距盘3之间还设置有防尘封和O型密封圈，以提高防水、防尘、防砂石效果。

本实施例中，所述变距盘3通过角接触球轴承15与变距套筒4转动连接，本实施例的角接触球轴承15为两个，沿轴向间隔设置，以实现变距盘3的高速转动，且可延长轴承使用寿命。

本实施例中，所述变距盘3靠近尾桨轴颈19的一端设置有第一密封盖16，变距套筒4靠近尾桨轴颈19的一端设置有第二密封盖17，变距盘3和变距套筒4的另一端设置有用于对变距盘3和变距套筒4形成共同密封的第三密封盖18，本实施例的第一密封盖16为轴承压紧盖，第二密封盖17为防尘盖，第三密封盖18为锁紧螺母，锁紧螺母的密封端端面设有对变距套筒4进行密封且不妨碍变距盘3随尾桨旋翼轴1转动的环槽。

本实用新型还公开了一种应用直升机增强型高稳定性桨叶总成的直升机，不仅能够有效抑制挥舞，而且能够有效抑制周期变距，减少周期变距与挥舞的耦合，提高轴承使用寿命。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

设计图

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