本發(fā)明涉及旋翼裝置領(lǐng)域，具體是一種變轉(zhuǎn)速剛性旋翼飛行器用槳轂。

背景技術(shù)：

常規(guī)直升機具有高效的垂直起降、空中懸停和低速機動能力，在現(xiàn)代軍民用領(lǐng)域具有不可替代的重要作用，但是常規(guī)直升機在航程、航時和飛行速度等性能指標(biāo)上與固定翼飛機存在明顯差距。在保留常規(guī)直升機優(yōu)點的前提下，如何提高直升機的航程、航時及飛行速度，具有重要的工程實用意義。

常規(guī)直升機通常根據(jù)最大設(shè)計起飛重量、最大設(shè)計前飛速度和設(shè)計臨界高度，確定直升機旋翼的直徑和槳尖旋轉(zhuǎn)線速度，即確定了固定的旋翼轉(zhuǎn)速。針對固定轉(zhuǎn)速設(shè)計的旋翼，當(dāng)細長槳葉的旋轉(zhuǎn)角速度偏離設(shè)計轉(zhuǎn)速過大時可能會產(chǎn)生共振等嚴(yán)重的后果，為了避免出現(xiàn)這樣的問題，除自轉(zhuǎn)下滑等少數(shù)情況，常規(guī)直升機旋翼的轉(zhuǎn)速被限制在設(shè)計轉(zhuǎn)速附近很小的一個狹窄轉(zhuǎn)速波動范圍內(nèi)工作。

采用固定旋翼轉(zhuǎn)速的設(shè)計方法，雖然降低了旋翼的氣動和動力學(xué)設(shè)計、分析和制造難度，但也是限制常規(guī)直升機續(xù)航性能和提高飛行速度的重要原因之一。

對于固定旋翼轉(zhuǎn)速的直升機，當(dāng)直升機在設(shè)計點以外的飛行狀態(tài)下飛行時，旋翼的旋轉(zhuǎn)角速度和功率消耗高于實際需用值，導(dǎo)致了發(fā)動機輸出功率的浪費和耗油率的提高，制約了直升機的續(xù)航性能。直升機的最大前飛速度除受發(fā)動機功率限制之外，旋轉(zhuǎn)旋翼細長彈性槳葉上的氣流分離及局部激波對于直升機的最大前飛速度限制更為嚴(yán)重，固定轉(zhuǎn)速旋翼槳尖的自轉(zhuǎn)線速度越大，為避免出現(xiàn)激波，直升機所能達到的最大前飛速度越小。因而，如果可以解決旋翼轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)技術(shù)，準(zhǔn)許旋翼轉(zhuǎn)速大范圍變化，對于提高直升機航程、航時和最大前飛速度等性能指標(biāo)具有重要的工程意義。

旋翼轉(zhuǎn)速的變化會引發(fā)一系列的動力學(xué)問題。

首先，為維持直升機的懸停及空中飛行，在保持旋翼拉力的前提下，旋翼轉(zhuǎn)速越低，旋轉(zhuǎn)槳葉的離心力越小，采用常規(guī)的鉸接式旋翼及柔性梁結(jié)構(gòu)的無鉸式旋翼槳葉的揮舞角度就會越大，引起旋翼氣動效率的降低甚至共軸雙旋翼上下槳葉的觸碰，所以變轉(zhuǎn)速旋翼槳轂的揮舞剛度必須要足夠大，不準(zhǔn)許槳葉在揮舞和擺振方向發(fā)生較大的變形，槳轂不應(yīng)安裝揮舞鉸與擺振鉸。

其次，旋翼槳葉的固有頻率會隨旋翼轉(zhuǎn)速變化而顯著變化，為防止旋翼轉(zhuǎn)速變化過程中出現(xiàn)槳葉固有頻率與旋翼轉(zhuǎn)速整數(shù)倍頻率重合發(fā)生共振現(xiàn)象，一個有效的手段就是提高旋翼槳葉的固有頻率，減少轉(zhuǎn)速變化過程中在較低的頻率上發(fā)生共振現(xiàn)象的可能性。而槳轂作為安裝槳葉的機械結(jié)構(gòu)，其約束剛度和邊界條件等均會影響到旋翼槳葉的固有頻率，而且，槳轂的剛度越大，質(zhì)量越輕，越有利于提高槳葉的固有頻率特性。

因而，解決適合于旋翼轉(zhuǎn)速大范圍變化槳轂的設(shè)計技術(shù)，發(fā)明具有剛度大、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單的無鉸式旋翼槳轂，具有重要的工程實用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種旋翼轉(zhuǎn)速需要大范圍變化的變轉(zhuǎn)速剛性旋翼飛行器用槳轂，其具有零部件少，結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，剛重比大的特點，便于在變轉(zhuǎn)速旋翼直升機上使用。

本發(fā)明包括槳轂中央件，槳轂中央件上附加彈性片，槳轂中央件與彈性片共同固定有變距鉸。。

進一步改進，所述的變距鉸包括可以旋轉(zhuǎn)的變距鉸內(nèi)筒、不旋轉(zhuǎn)的變距鉸外殼和變距搖臂，變距搖臂固定在變距鉸內(nèi)筒上，變距鉸內(nèi)筒和變距鉸外殼之間架設(shè)有第一徑向軸承和第二徑向軸承，通過軸承使變距鉸內(nèi)筒在變距搖臂的帶動下在變距鉸外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動；槳轂中央件帶有外伸支臂，變距鉸內(nèi)筒穿套在槳轂中央件的外伸支臂上，變距鉸內(nèi)筒通過與變距鉸內(nèi)筒接觸的轉(zhuǎn)接套筒與架設(shè)在槳轂中央件外伸支臂上的止推軸承的動圈接觸，架設(shè)在槳轂中央件外伸支臂上的止推軸承的不動圈通過轉(zhuǎn)接套筒與調(diào)心軸承內(nèi)圈接觸，調(diào)心軸承的內(nèi)圈由螺母鎖緊，所述變距鉸內(nèi)筒可以繞槳轂中央件的支臂轉(zhuǎn)動。

進一步改進，所述的彈性片穿套槳轂中央件外伸支臂固定在槳轂中央件上，變距鉸外殼通過螺栓與彈性片的兩端固定鎖緊，限制變距鉸外殼的相對轉(zhuǎn)動。

進一步改進，變距鉸內(nèi)筒內(nèi)部插入有槳葉，變距鉸內(nèi)筒上開有鉸制孔，鉸制孔配合鉸孔螺栓鎖緊槳葉，限制槳葉在變距鉸內(nèi)筒徑向方向運動，由變距鉸內(nèi)筒帶動槳葉實現(xiàn)變距運動。

本發(fā)明有益效果在于：沒有常規(guī)的揮舞鉸與擺振鉸，通過采用內(nèi)外雙層變距鉸結(jié)構(gòu)分解槳葉載荷，利用大長寬比的薄彈性片提高變距鉸揮舞和擺振方向剛度，此種槳轂結(jié)構(gòu)剛度大，重量輕，且結(jié)構(gòu)緊湊，零部件少，適合在轉(zhuǎn)速需要大范圍變化的變轉(zhuǎn)速剛性旋翼飛行器上使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體示意圖。

圖2為本發(fā)明槳轂中央件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3本發(fā)明變距鉸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4本發(fā)明內(nèi)部剖視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括槳轂中央件1（如圖2所示），槳轂中央件1上附加彈性片2，槳轂中央件1與彈性片2共同固定有變距鉸。

所述的變距鉸如圖3所示，包括可以旋轉(zhuǎn)的變距鉸內(nèi)筒4、不旋轉(zhuǎn)的變距鉸外殼3和變距搖臂5，變距搖臂5固定在變距鉸內(nèi)筒4上，變距鉸內(nèi)筒4和變距鉸外殼3之間架設(shè)有第一徑向軸承6和第二徑向軸承7，通過軸承使變距鉸內(nèi)筒4在變距搖臂5的帶動下在變距鉸外殼3內(nèi)轉(zhuǎn)動；槳轂中央件1帶有外伸支臂，變距鉸內(nèi)筒4穿套在槳轂中央件1的外伸支臂上，變距鉸內(nèi)筒4通過與變距鉸內(nèi)筒4接觸的轉(zhuǎn)接套筒8與架設(shè)在槳轂中央件1外伸支臂上的止推軸承9的動圈接觸，架設(shè)在槳轂中央件1外伸支臂上的止推軸承9的不動圈通過轉(zhuǎn)接套筒10與調(diào)心軸承11內(nèi)圈接觸，調(diào)心軸承11的內(nèi)圈由螺母12鎖緊，所述變距鉸內(nèi)筒4可以繞槳轂中央件1的支臂轉(zhuǎn)動。

所述的彈性片2穿套槳轂中央件1外伸支臂固定在槳轂中央件1上，變距鉸外殼3通過螺栓與彈性片2的兩端固定鎖緊，限制變距鉸外殼3的相對轉(zhuǎn)動。

發(fā)明內(nèi)部剖視圖如圖4所示，變距鉸內(nèi)筒4內(nèi)部插入有槳葉13，變距鉸內(nèi)筒4上開有鉸制孔14，鉸制孔14配合鉸孔螺栓鎖緊槳葉13，限制槳葉13在變距鉸內(nèi)筒4徑向和軸向方向運動，由變距鉸內(nèi)筒4帶動槳葉13實現(xiàn)變距運動。

本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。