[发明专利]一种自适应展开共轴旋翼系统

说明书

本发明公开了自适应展开共轴旋翼系统，包括上旋翼系统和下旋翼系统，上旋翼系统包括桨毂、上桨夹、外桨夹，弹性模块、旋翼；下旋翼系统包括桨毂、下桨夹、外桨夹，弹性模块、旋翼。采用了简洁的被动自适应旋翼展开机构，实现飞行器在非工作状态和工作状态之间切换时旋翼的自适应展开和折叠功能。在传统桨夹设计中引入外桨夹结构，并对桨夹间的限位和接触方式进行了设计，减小了机构转动中的摩擦并降低生产加工成本。通过弹性模块轴线与桨夹铰链间的位置关系设置，可以获得多种不同的自适应旋翼展开机构构型，在具体实施过程中可根据需求选用合适的构型。本发明应用于抛投型、发射型或集群任务的折叠式共轴直升机，有效扩展了共轴直升机的应用场景。

技术领域

本发明涉及直升机领域，特别涉及一种自适应展开共轴旋翼系统。

背景技术

共轴反桨直升机相比单桨直升机而言，通过双桨的转动偏转力矩相互平衡，可省去尾桨装置，直升机的整体体积得到大幅缩小，非常有利于装配制造和运输储存。对某些特殊应用场景而言，例如需要进一步降低直升机的体积，或者采用特殊的抛投或弹射起飞方式等，则需要采用折叠旋翼、自动展开构型，以降低直升机的占地面积，或避免在抛投或弹射起飞过程中损坏旋翼。

现有技术中的共轴直升机通常采用横向折叠旋翼构型，在实际操作中旋翼在水平方向折叠，其体积降低的比例较小。在现有长轴型折叠旋翼共轴直升机技术中，通常采用旋翼在竖直方向弯折的方案，其体积可在较大程度上得到降低。但现有的竖直方向折叠旋翼方案通常采用的是简单的铰接方式进行实施，在进入工作状态时需要人工提前展开，在非工作状态下其旋翼会随着机身运动绕铰链晃动，在运输、存储过程中上下旋翼容易产生碰撞，在起降过程中上下旋翼也容易发生打桨事故，导致旋翼损坏，造成不必要的经济损失，甚至威胁操作人员生命安全。

因此，如何获得在非工作状态下体积尽可能小，结构安全可靠，并且能够满足特殊起降工作自动展开需求的共轴旋翼机构，成为共轴反桨技术领域的重要问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种自适应展开共轴旋翼系统。

为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种自适应展开共轴旋翼系统，包括上旋翼系统和下旋翼系统，其中上旋翼系统包括桨毂、上桨夹、外桨夹、旋翼，弹性模块，下旋翼系统包括桨毂、下桨夹、外桨夹、旋翼、弹性模块。其特征在于：所述的上旋翼系统中，桨毂与上桨夹铰接，上桨夹与外桨夹铰接，外桨夹与旋翼铰接；所述的上桨夹与外桨夹上分别设置有折叠止推面，限制旋翼折叠的最大幅度；所述的弹性模块一端与上桨夹连接，另一端与外桨夹连接；所述的弹性模块提供上旋翼系统折叠约束力。所述的下旋翼系统中，桨毂与下桨夹铰接，下桨夹与外桨夹铰接，外桨夹与旋翼铰接；所述的下桨夹与外桨夹上分别设置有折叠止推面，限制旋翼折叠的最大幅度；所述的弹性模块一端与上桨夹连接，另一端与外桨夹连接；所述的弹性模块提供下旋翼系统折叠约束力。

所述的上桨夹长度与下桨夹长度应保证上旋翼系统与下旋翼系统在非工作折叠状态下互不干涉；下旋翼系统在非工作折叠状态下与中心结构互不干涉；所述的上、下旋翼系统在非工作折叠状态下、处于任何空间姿态时，弹性模块所提供的折叠约束力大于上、下旋翼系统在受重力和自然风力影响下始终保持折叠状态所需的约束力，保证上、下旋翼系统稳定的折叠状态；所述的上、下旋翼系统进入工作状态时，所述上旋翼系统首先启动旋转运动，所述的下旋翼系统随后启动旋转运动，所述的上、下旋翼系统在离心力作用下依次自动展开并保持彼此相反方向的旋转转动，上、下旋翼系统在自动展开过程保持互不干涉。

作为本发明的一种优选，所述的弹性模块可以是一种安装于所述的上、下桨夹和相应外桨夹上的弹簧；也可以是一种安装于上、下桨夹和相应外桨夹上的单向或双向弹性铰链。