一种倾转旋翼飞机的短舱齿轮倾转机构

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一种倾转旋翼飞机的短舱齿轮倾转机构\n技术领域\n[0001] 本发明属于飞机设计技术领域，具体涉及一种倾转旋翼飞机的短舱倾转机构。\n背景技术\n[0002] 倾转旋翼飞机结合了旋翼直升机和固定翼飞机的优势，通过短舱的倾转运动，实现旋翼直升机和固定翼飞机之间的转换，既有直升机的垂直起降、垂直飞行能力，又兼具固定翼飞机的飞行速度快、飞行高度大、航程远、续航能力强等优势。在倾转旋翼飞机设计技术中，短舱倾转机构是其中的核心部分，现有技术较少涉及此方面。经检索到的相关专利有两个，分别是US5054716和US6247667B1。对于专利US5054716，其着重介绍了倾转旋翼飞机的螺旋桨旋转驱动系统，对于短舱的倾转方案仅做了简单的提及——通过螺旋丝杠驱动，螺旋丝杠的一端与机翼连接，一端与短舱连接，而螺旋丝杠如何与其它驱动构件及传动构件相连则没有介绍。对于专利US6247667B1，其主要从系统控制角度介绍了倾转旋翼飞机的短舱倾转系统，仍未对机构连接做详细阐明，如螺旋丝杠如何与机翼相连。因此，发明一种可靠的短舱倾转机构是掌握倾转旋翼飞机核心设计技术的必然要求。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是：本发明提供了一种倾转旋翼飞机的短舱倾转机构，该机构运动全部通过齿轮啮合进行传递，具有多余度驱动模式，左、右短舱的倾转运动通过中间驱动轴相连，且该驱动轴与短舱旋转轴同轴。\n[0004] 本发明的技术方案是：一种倾转旋翼飞机的短舱齿轮倾转机构，其特征在于，机构布置关于飞机对称平面左右对称，左侧机构包括短舱1、机翼3、转轴5、内齿轮7、外齿轮9、主驱动齿轮11、主液压马达15、齿轮19、齿轮21、中间驱动轴23；右侧机构包括短舱2、机翼4、转轴6、内齿轮8、外齿轮10、主驱动齿轮12、主液压马达16、齿轮20、齿轮22、中间驱动轴23。\n[0005] 左侧机构连接形式为：短舱1与机翼3通过转动副连接，该转动副的转轴5固定在机翼3上，内齿轮7与短舱1固连并与转轴5同轴，外齿轮9通过转动副与机翼3相连，其旋转轴线与转轴5同轴，主驱动齿轮11位于内齿轮7和外齿轮9之间，并与二者同时啮合，主驱动齿轮\n11与主液压马达15的输出轴固连，主液压马达15固定在机翼3上，齿轮19与外齿轮9固连并与齿轮21啮合，齿轮21与中间驱动轴23固连。\n[0006] 右侧机构连接形式为：短舱2与机翼4通过转动副连接，该转动副的转轴6固定在机翼4上，内齿轮8与短舱2固连并与转轴6同轴，外齿轮10通过转动副与机翼4相连，其旋转轴线与转轴6同轴，主驱动齿轮12位于内齿轮8和外齿轮10之间，并与二者同时啮合，主驱动齿轮12与主液压马达16的输出轴固连，主液压马达16固定在机翼4上，齿轮20与外齿轮10固连并与齿轮22啮合，齿轮22与中间驱动轴23固连。\n[0007] 在所述左侧机构布置有一个或多个备用液压马达17，其输出轴通过齿轮机构与内齿轮7和外齿轮9啮合。\n[0008] 在所述右侧机构布置有一个或多个备用液压马达18，其输出轴通过齿轮机构与内齿轮8和外齿轮10啮合。\n[0009] 本发明的有益效果是：本发明将中间驱动轴与短舱旋转轴同轴，使得结构更为紧凑，减少了对机翼翼盒空间的占用，有利于机翼及油箱的设计；本发明为齿轮传动机构，使得运动传递路线短，有利于提高传动效率；本发明具有多余度驱动模式，提高了机构可靠度。\n附图说明\n[0010] 图1是倾转旋翼飞机直升机模式示意图\n[0011] 图2是倾转旋翼飞机固定翼飞机模式示意图\n[0012] 图3是本发明机构原理示意图\n[0013] 图4是本发明机构原理左侧视图\n具体实施方式\n[0014] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明：\n[0015] 一种倾转旋翼飞机的短舱齿轮倾转机构，其特征在于，机构布置关于飞机对称平面左右对称，左侧机构包括短舱1、机翼3、转轴5、内齿轮7、外齿轮9、主驱动齿轮11、主液压马达15、齿轮19、齿轮21、中间驱动轴23；右侧机构包括短舱2、机翼4、转轴6、内齿轮8、外齿轮10、主驱动齿轮12、主液压马达16、齿轮20、齿轮22、中间驱动轴23。\n[0016] 左侧机构连接形式为：短舱1与机翼3通过转动副连接，该转动副的转轴5固定在机翼3上，内齿轮7与短舱1固连并与转轴5同轴，外齿轮9通过转动副与机翼3相连，其旋转轴线与转轴5同轴，主驱动齿轮11位于内齿轮7和外齿轮9之间，并与二者同时啮合，主驱动齿轮\n11与主液压马达15的输出轴固连，主液压马达15固定在机翼3上，齿轮19与外齿轮9固连并与齿轮21啮合，齿轮21与中间驱动轴23固连。\n[0017] 右侧机构连接形式为：短舱2与机翼4通过转动副连接，该转动副的转轴6固定在机翼4上，内齿轮8与短舱2固连并与转轴6同轴，外齿轮10通过转动副与机翼4相连，其旋转轴线与转轴6同轴，主驱动齿轮12位于内齿轮8和外齿轮10之间，并与二者同时啮合，主驱动齿轮12与主液压马达16的输出轴固连，主液压马达16固定在机翼4上，齿轮20与外齿轮10固连并与齿轮22啮合，齿轮22与中间驱动轴23固连。\n[0018] 在所述左侧机构布置有一个或多个备用液压马达17，其输出轴通过齿轮机构与内齿轮7和外齿轮9啮合。\n[0019] 在所述右侧机构布置有一个或多个备用液压马达18，其输出轴通过齿轮机构与内齿轮8和外齿轮10啮合。\n[0020] 本机构工作原理如下：主液压马达15驱动主驱动齿轮11的旋转，主驱动齿轮11通过与内齿轮7的啮合带动内齿轮7的旋转，进而带动短舱1绕其转轴5做偏转运动，同时，主驱动齿轮11通过与外齿轮9的啮合带动外齿轮9的旋转，外齿轮9的旋转再通过齿轮19和齿轮\n21的啮合传递到中间驱动轴23；同样，主液压马达16驱动主驱动齿轮12的旋转，主驱动齿轮\n12通过与内齿轮8的啮合带动内齿轮8的旋转，进而带动短舱2绕其转轴6做偏转运动，同时，主驱动齿轮12通过与外齿轮10的啮合带动外齿轮10的旋转，外齿轮10的旋转再通过齿轮20和齿轮22的啮合传递到中间驱动轴23。\n[0021] 若主液压马达15或主驱动齿轮11发生故障，则备用液压马达17和备用驱动齿轮13进入工作状态；同样，若主液压马达16或主驱动齿轮12发生故障，则备用液压马达18和备用驱动齿轮14进入工作状态，其驱动过程同上。\n[0022] 该机构具有多种余度驱动模式：\n[0023] a)主液压马达15和主液压马达16驱动两侧的倾转机构，同时中间驱动轴23将左、右两侧的运动连接起来；\n[0024] b)主液压马达15和备用液压马达18驱动两侧的倾转机构，同时中间驱动轴23将左、右两侧的运动连接起来；\n[0025] c)备用液压马达17和主液压马达16驱动两侧的倾转机构，同时中间驱动轴23将左、右两侧的运动连接起来；\n[0026] d)备用液压马达17和备用液压马达18驱动两侧的倾转机构，同时中间驱动轴23将左、右两侧的运动连接起来；\n[0027] e)主液压马达15带动左侧倾转机构运动，主动液压马达16带动右侧倾转机构运动，中间驱动轴23断开与左、右倾转机构的连接；\n[0028] f)主液压马达15带动左侧倾转机构运动，备用液压马达18带动右侧倾转机构运动，中间驱动轴23断开与左、右倾转机构的连接；\n[0029] g)备用液压马达17带动左侧倾转机构运动，主动液压马达16带动右侧倾转机构运动，中间驱动轴23断开与左、右倾转机构的连接；\n[0030] h)备用液压马达17带动左侧倾转机构运动，备用液压马达18带动右侧倾转机构运动，中间驱动轴23断开与左、右倾转机构的连接。