[发明专利]一种直升机刚性旋翼桨毂

说明书

一种直升机刚性旋翼桨毂，中心件模块周围设有多个变距臂模块；桨叶固定在变距臂模块上；变距臂模块包括桨叶安装座、外侧径向层压弹性轴承、推力层压弹性轴承、内侧径向层压弹性轴承；桨叶固定在桨叶安装座上；外侧径向层压弹性轴承和内侧径向层压弹性轴承结构相同；外侧径向层压弹性轴承的内圈固定在桨叶安装座上，外圈固定在中心件模块上；所述内侧径向层压弹性轴承的内圈固定在桨叶安装座上，外圈与中心件模块固定；推力层压弹性轴承由轴向堆叠的层压弹性构成，推力层压弹性轴承的内侧固定在桨叶安装座上，外侧固定在中心件模块上；三个弹性轴承轴线共线。本发明桨毂具有使用寿命高、不需要润滑、不存在磨损、免维护等特点。

技术领域

本发明属于直升机旋翼设计领域，特别是一种直升机刚性旋翼桨毂。

背景技术

直升机具有垂直起降和悬停能力，对起降场地的要求较低，能够在非铺装地面或城市高楼楼顶等场合起降，由于其使用的灵活性，直升机在航空器领域具有不可替代的作用。和固定翼飞机相比，传统常规构型的直升机飞行速度低、续航能力差。为提升直升机的飞行速度，出现了共轴高速直升机等新的直升机构型，共轴高速直升机采用两副转向相反的旋翼提供升力，采用推力螺旋桨提供推力，可有效提高直升机的速度性能。共轴高速直升机的旋翼采用刚性旋翼构型。

为提升直升机的续航能力，出现了变转速长航时直升机构型，变转速长航时直升机根据直升机起飞重量、海拔、速度等参数调节旋翼转速，使直升机在最高效的转速下工作，降低需用功率，提高直升机续航能力，为避免转速改变导致的动力学问题，变转速长航时直升机也采用刚性旋翼的设计特点。直升机的旋翼构型包括：跷跷板式、铰接式、无铰式、无轴承式等，刚性旋翼需要采用无铰式构型实现，无铰式旋翼无挥舞铰或变距铰，每个桨叶支臂上有一组变距轴承。现有无铰式旋翼构型实现方式主要有两类：一、采用一组深沟球轴承或滚针轴承实现变距功能，使用推力滚子轴承传递桨叶离心力；二、采用一组深沟球轴承或滚针轴承实现变距，使用拉扭条或拉扭杆传递离心力。

无铰式旋翼桨毂的变距轴承将桨叶的挥舞弯矩和摆振弯矩传递至桨毂，承受载荷非常大，需要使用润滑油润滑以延长轴承的使用寿命。通常使用橡胶密封圈对桨毂内润滑油进行密封，但直升机旋翼每旋转一圈进行一次变距操纵，密封圈易受磨损，且橡胶零件会随着时间发生老化，因此常规无铰式旋翼的桨毂常面临因密封需求而带来的维护问题。现有无铰式旋翼桨毂的变距轴承多采用金属轴承，由内圈、滚子、外圈三部分组成，为保证滚子转动通畅，滚子与内外圈间存在间隙，且随着使用时间的增加，金属轴承内间隙会增大。由于无铰式旋翼桨毂轴承间隙的存在，桨叶会绕结构间隙在小角度范围内挥舞或摆振，降低了旋翼的整体刚度，使旋翼固有频率偏离设计值，改变动力学特性，甚至引起动力学问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直升机刚性旋翼桨毂，便于在无铰式旋翼或共轴双旋翼高速直升机的刚性旋翼上使用，具有使用寿命高、不需要润滑、不存在磨损、免维护等特点。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种直升机刚性旋翼桨毂，所述中心件模块周围设有多个变距臂模块；所述桨叶固定在变距臂模块上；

所述变距臂模块包括桨叶安装座、外侧径向层压弹性轴承、推力层压弹性轴承、内侧径向层压弹性轴承；

所述桨叶固定在桨叶安装座上；所述外侧径向层压弹性轴承和内侧径向层压弹性轴承结构相同，均包括内圈、外圈；所述外圈套接在内圈上；内圈和外圈均由径向堆叠的层压弹性构成；所述外侧径向层压弹性轴承的内圈固定在桨叶安装座上，外圈固定在中心件模块上；所述内侧径向层压弹性轴承的内圈固定在桨叶安装座上，外圈与中心件模块固定；

所述推力层压弹性轴承由轴向堆叠的层压弹性构成，所述推力层压弹性轴承的内侧固定在桨叶安装座上，外侧固定在中心件模块上；三个弹性轴承轴线共线。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：