减少自旋迫降动能损失的共轴直升机的制作方法

本发明涉及飞行器领域，具体是涉及一种减少自旋迫降动能损失的共轴直升机。

背景技术：

目前的直升机在迫降的时候，由于桨叶与电机的动力输出端连接，而在迫降的时候电机不提供动力，还会产生一个磁阻尼，这个阻尼是在在桨叶转动后反向带动电子内转子转动时产生，从而损耗桨叶的动能，该磁阻尼会减低桨叶利用气流旋转的动能利用率，增大损耗，使得迫降时桨叶转速低，达不到安全迫降的桨叶转速产生的升力，造成直升机损毁。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种减少自旋迫降动能损失的共轴直升机。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的减少自旋迫降动能损失的共轴直升机包括：上旋翼组件、下旋翼组件、中心轴和转动驱动组件，中心轴贯穿分别贯穿上旋翼组件和下旋翼组件，上旋翼组件包括上桨叶组件，下旋翼组件包括下桨叶组件，转动驱动组件分别驱动上桨叶组件和下桨叶组件转动，转动驱动组件包括电机、减速组件和至少两个单向轴承，电机与减速组件连接，减速组件分别与上桨叶组件、下桨叶组件连接，至少一个的单向轴承连接在电机与上桨叶组件之间，和至少一个单向轴承设置在电机与下桨叶组件之间。

由上述方案可见，利用单向轴承的单向旋转性，在电机动力输出时能正常传送动力至上旋翼组件和下旋翼组件上，而在失去动力自旋迫降阶段中，单向轴承使动力电机输出与旋翼组件之间断开硬性连接，使旋翼组件无法反向驱动电机转子转动，从而减少自旋迫降阶段电机的磁阻尼带来的动能损失，更好地保持桨叶的转速，达到安全迫降所具备的升力，从而减少直升机损毁的情况。

进一步的方案是，减速组件包括第一减速输出轴和第二减速输出轴，第一减速输出轴与上桨叶组件连接，第二减速输出轴与下桨叶组件连接，至少一个单向轴承设置在第一减速输出轴与上桨叶组件之间，至少一个单向轴承设置在第二减速输出轴与下桨叶组件之间。

可见，减速输出轴是减速组件与上桨叶组件、下桨叶组件最靠近的连接部件，单向轴承与减速输出轴连接，在电机驱动桨叶组件转动的传动链中，缩短单向轴承与桨叶组件之间的距离，从而缩短桨叶组件所需驱动的进程，从而最大程度地降低动能损失。

进一步的方案是，电机的个数为一个，减速组件包括第一减速输出轴和第二减速输出轴，第一减速输出轴与上桨叶组件连接，第二减速输出轴与下桨叶组件连接，电机上设置有动力输出轴，单向轴承连接在动力输出轴和减速组件之间。

可见，当一个电机同时驱动两个桨叶组件转动时，在自旋迫降阶段，与电机连接的单向轴承同时断开两个桨叶组件与电机之间的连接，使减少使用单向轴承的个数。

进一步的方案是，共轴直升机包括第一传动组件和第二传动组件，第一传动组件连接在上桨叶组件与减速组件之间，第二传动组件连接在下桨叶组件与减速组件之间，第一传动组件包括第一传动带轮、第二传动带轮和第一同步带，第一传动带轮与第一减速输出轴连接，第二传动带轮与上桨叶组件连接，第一传动带轮与第二传动带轮通过第一同步带连接，第二传动组件包括第三传动带轮、第四传动带轮和第二同步带，第三传动带轮与第二减速输出轴连接，第四传动带轮与下桨叶组件连接，第三传动带轮与第四传动带轮通过第二同步带连接；第一减速输出轴和第二减速输出轴沿中心轴的轴向共线设置，第一减速输出轴、第二减速输出轴与中心轴平行，至少一个单向轴承连接在第一减速输出轴与第一传动带轮之间，至少一个单向轴承连接在第二减速输出轴与第三传动带轮之间。

可见，传动组件用于进行减速组件与桨叶组件之间的传动件，减速组件通过传动组件带动桨叶组件转动，而单向轴承分别与传动组件、减速组件连接，在自旋迫降时，桨叶组件驱动传动组件转动，传动组件无法带动减速组件作业，单向轴承断开传动组件与减速组件之间的连接，即实现桨叶组件与减速组件之间的反向断开连接。

进一步的方案是，减速组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮，第一锥齿轮与电机的动力输出轴连接，第二锥齿轮通过第一减速输出轴与上桨叶组件连接，第三锥齿轮通过第二减速输出轴与下桨叶组件连接，第一锥齿轮分别与第二锥齿轮、第三锥齿轮啮合。

可见，第一锥齿轮分别与第二锥齿轮、第三锥齿轮啮合，实现一个电机通过驱动共轴的上桨叶组件和下桨叶组件转动，该种传动结构简单的同时，结构更紧凑，更好地控制空间占用体积。

进一步的方案是，减速组件包括减速箱，第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮设置在减速箱内，第一减速输出轴自减速箱延伸与上桨叶组件连接，第二减速输出轴自减速箱延伸与下桨叶组件连接，单向轴承设置在减速箱外。

可见，单向轴承设置在减速箱外，在电机驱动桨叶组件转动的传动链中，单向轴承尽可能靠近桨叶组件设置，最大程度地降低动能损失。

进一步的方案是，电机为外转子电机，电机的动力输出轴与中心轴垂直。

可见，由于中心轴沿竖直方向设置在直升机上，当电机的动力输出轴沿水平方向延伸时，一个电机驱动两个桨叶组件转动的结构更简单。

进一步的方案是，共轴直升机包括固定组件，固定组件包括固定座和至少两块固定板，中心轴贯穿固定座，上旋翼组件和下旋翼组件分别位于固定座相背离的两侧上，至少两块的固定板分别与固定座连接，电机与减速组件设置在至少两个固定板之间。

附图说明

图1是本发明减少自旋迫降动能损失的共轴直升机实施例的结构图。

图2是本发明减少自旋迫降动能损失的共轴直升机实施例中转动驱动组件的结构图。

图3是本发明减少自旋迫降动能损失的共轴直升机实施例中转动驱动组件的剖视图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的减少自旋迫降动能损失的共轴直升机内在电机与桨叶组件设置在单向轴承，在电机动力输出时能正常传送动力至上旋翼组件和下旋翼组件上，而在失去动力自旋迫降阶段中，单向轴承使动力电机输出与旋翼组件之间断开硬性连接，以减少自旋迫降阶段电机的磁阻尼带来的动能损失，更好地保持桨叶的转速，达到安全迫降所具备的升力，从而减少直升机损毁的情况。

参见图1，减少自旋迫降动能损失的共轴直升机包括机身10、上旋翼组件1、下旋翼组件2、中心轴3、转动驱动组件4、第一传动组件51、第二传动组件52和固定组件6，中心轴3贯穿分别贯穿上旋翼组件1和下旋翼组件2，上旋翼组件1和下旋翼组件2共轴设置，提高同心度和精度。中心轴3沿竖直方向设置在机身10上。

上旋翼组件1包括上桨叶组件11和上桨叶转动驱动组件12，下旋翼组件2包括下桨叶组件21和下桨叶转动驱动组件22，转动驱动组件4分别驱动上桨叶组件11和下桨叶组件21沿中心轴3的轴线转动。上桨叶组件11的结构和下桨叶组件21结构相同，上桨叶组件11包括上套筒111、上桨叶安装座112、桨夹113和桨叶，上套筒111与上桨叶安装座112连接，桨夹113设置在上桨叶安装座112上，桨叶连接桨夹113，上桨叶转动驱动组件4驱动桨夹113相对上桨叶安装座112发生转动，桨夹113沿上套筒111的径向转动。上桨叶转动驱动组件12的结构和下桨叶转动驱动组件22的结构相同，中心轴3贯穿上套筒111与下桨叶组件21中的下轴筒211。上桨叶转动驱动组件12包括第一连杆121、第二连杆122和第三连杆123，第一连杆121的轴向第一端固定设置在上桨叶安装座112上，第一连杆121的轴向第二端与第二连杆122的轴向第一端铰接，上桨夹113与第一连杆121的中部铰接；第二连杆122的轴向第二端铰接连接第三连杆123的轴向第一端，第三连杆123的轴向第二端铰接于上套筒111。在本实施例中，使用一个驱动装置同时驱动上桨叶转动驱动组件12和下桨叶转动驱动组件22工作，实现上桨叶和下桨叶同时转动。作为另一实施方法，也可两个驱动装置分别驱动上桨叶组件11转动和下桨叶组件21转动。

参见图2和图3，转动驱动组件4包括电机7、减速组件8和至少两个单向轴承9。电机7与减速组件8连接，减速组件8分别与上桨叶组件11、下桨叶组件21之间，电机7通过减速组件8驱动上桨叶组件11和下桨叶组件21同时转动；电机7与上桨叶组件11之间连接有至少一个的单向轴承9，电机7与下桨叶组件21之间也可连接有至少一个单向轴承9。利用单向轴承9的单向旋转性，在电机7动力输出时能正常传送动力至上旋翼组件1和下旋翼组件2上，而在失去动力自旋迫降阶段中，单向轴承9的设置使动力电机7输出与旋翼组件之间断开硬性连接，使旋翼组件无法反向驱动电机7转子转动，从而减少自旋迫降阶段电机7的磁阻尼带来的动能损失，更好地保持桨叶的转速，达到安全迫降所具备的升力，从而减少直升机损毁的情况。

在本实施例中，电机7为外转子电机7，电机7包括定子71和转子72，转子72相对定子71转动，定子71设置在转子72内部，电机7的动力输出轴73与转子72连接，电机7的动力输出轴73与中心轴3垂直，由于中心轴3沿竖直方向设置在直升机上，当电机7的动力输出轴73沿水平方向延伸时，一个电机7驱动两个桨叶组件转动的结构更简单。

减速组件8包括减速箱81、第一锥齿轮82、第二锥齿轮83、第三锥齿轮84、第一轴承座85、第二轴承座86、第一减速输出轴87和第二减速输出轴88，第一锥齿轮82、第二锥齿轮83和第三锥齿轮84设置在减速箱81内，第一锥齿轮82分别与第二锥齿轮83、第三锥齿轮84啮合。电机7的动力输出轴73贯穿减速箱81后与第一锥齿轮82连接；第二锥齿轮83与第一减速输出轴87连接，第三锥齿轮84与第二减速输出轴88连接。第一减速输出轴87和第二减速输出轴88沿中心轴3的轴向共线设置，两个减速输出轴的轴向与中心轴9的轴向平行设置，第一减速输出轴87和第二减速输出轴88分别贯穿减速箱81。

第一减速输出轴87与上桨叶组件11连接，第二减速输出轴88与下桨叶组件21连接。第一轴承座85和第二轴承座86分别固定在减速箱81相对设置的外侧壁上，第一轴承座85分设置在减速箱81与上桨叶组件11之间，第二轴承座86设置在减速箱81与下桨叶组件21之间。第一减速输出轴87贯穿第一轴承座85，第二减速输出轴88贯穿第二轴承座86；第一轴承座85和第二轴承座86内分别设置有轴承851，一个轴承851对应连接在一个轴承座与一个减速输出轴之间。

两个传动组件分别为第一传动组件51和第二传动组件52，第一传动组件51和第二传动组件52的结构相同，第一传动组件51连接在上桨叶组件11与减速组件8之间，第二传动组件52连接在下桨叶组件21与减速组件8之间。

第一传动组件51包括第一传动带轮511、第二传动带轮512和第一同步带523，第二传动带轮521与上桨叶组件11中的上套筒111连接，第一传动带轮511与第二传动带轮512通过第一同步带513连接。第二传动组件52包括第三传动带轮521、第四传动带轮522和第二同步带523，第四传动带轮522与下桨叶组件21中的下套筒211连接，第三传动带轮521与第四传动带轮522通过第二同步带523连接

参见图3，在本实施例中，第一减速输出轴87自减速箱81内依次贯穿减速箱81、第一轴承座85、与上桨叶组件11连接的第一传动带轮511；第二减速输出轴88自减速箱81内依次贯穿减速箱81、第二轴承座86、与下桨叶组件21连接的第三传动带轮521。

第一减速输出轴87与第一传动带轮511之间设置有单向轴承9，在本实施例中，单向轴承9设置在第一传动带轮内，第一减速输出轴87贯穿单向轴承9，第一减速输出轴87与单向轴承9过盈配合。第二减速输出轴88与第三传动带轮521之间也设置有单向轴承9，两个单向轴承9分别设置在减速箱81外。两个减速输出轴分别是减速组件8中与上桨叶组件11、下桨叶组件21最靠近的连接部件，单向轴承9分别与减速输出轴、传动组件连接，在电机7驱动桨叶组件转动的传动链中，缩短单向轴承9与桨叶组件之间的距离，从而缩短桨叶组件所需驱动的进程，从而最大程度地降低动能损失。

作为第二实施方式，第一减速输出轴87贯穿第二锥齿轮83，第一减速输出轴87与第二锥齿轮83之间设置有单向轴承安装位91，单行轴承安装位91用于安装有单向轴承，该单行轴承安装位91上的单向轴承设置在减速箱81内。第二减速输出轴88贯穿第三锥齿轮84，第二减速输出轴88与第三锥齿轮84之间设置有单向轴承安装位92，单行轴承安装位92用于安装有单向轴承，该单行轴承安装位92上的单向承设置在减速箱81内。作为第三实施方式，电机7的动力输出轴73与第一锥齿轮82之间设置有单向轴承安装位93，该单向轴承安装位93用于安装单向轴承，单向轴承安装位93上的单向轴承设置在减速箱81之间。当一个电机7同时驱动两个桨叶组件转动时，在自旋迫降阶段，单向轴承安装位93上的单向轴承同时断开两个桨叶组件与电机7之间的连接，使减少使用单向轴承9的个数。

两个单向轴承9、单向轴向安装位91上的单向轴承和单向轴承安装位92上的单向轴承、单向轴承安装位93上的单向轴承这三种不同设置方式单向轴承需至少存在其中一种，从而实现通过使用单向轴承实现单向传动以减少自旋迫降动能损失。作为另一实施方式，也可通过两个电机7同时实现上桨叶组件11和下桨叶组件21转动，其中一个电机7与减速组件8之间分别连接有单向轴承。

固定组件6包括固定座61和两块固定板62，中心轴3贯穿固定座61，上旋翼组件1和下旋翼组件2分别位于固定座61相背离的两侧上，两块的固定板62分别与固定座61连接，电机7与减速组件8分别设置在两个固定板62上，减速箱81夹在两个固定板62之间。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。