[发明专利]双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统及改变工作模式方法

说明书

本发明涉及一种双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，包括旋翼系统、发动机传动系统、离合系以及可变主传动系统；旋翼系统包括主旋翼和前拉螺旋桨；离合系统包括牙嵌式离合器和摩擦式离合器，牙嵌式离合器和摩擦式离合器串联连接；发动机传动系统包括发动机和带传动机构，发动机通过带传动机构分别将发动机功率分流传递给前拉螺旋桨和离合系统，离合系统再将功率通过可变主传动系统传递给主旋翼；可变主传动系统包括主减速器、锁定机构以及制动器，利用离合系统的接合与解脱以及制动器、锁定机构联合控制主旋翼的旋转状态。本发明能够完成可停转旋翼飞行器的功率在主旋翼和前拉螺旋桨之间的合理分配，及旋翼工作模式和固定翼工作模式的平稳转换。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体是涉及双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统及改变系统工作模式的方法。

背景技术

为使飞行器同时具备旋翼飞行器的垂直起降功能和固定翼飞行器的高速和远航程性能，可停转旋翼飞行器是一种解决方案。美国开发的HV-2A飞行器验证了固定翼到旋翼的转换功能，之后又开展了X-50新型垂直起降验证机的研究。可停转旋翼飞行器的一般工作原理为，以旋翼模式方式垂直起降和低速飞行，发动机功率大部分输入主旋翼，提供飞行器所需要的升力和飞行推力；以固定翼方式高速飞行，主旋翼停转并转换为固定翼，由固定翼提供机体所需的升力，全部功率输出给尾部（或头部）螺旋桨，提供前飞推进力。

综上所述，需要一种可靠稳定的驱动系统完成可停转旋翼飞行器的功率在主旋翼和尾部（或头部）螺旋桨之间的合理分配，以及旋翼工作模式和固定翼工作模式的平稳转换。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，及改变系统工作模式的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统，包括旋翼系统、发动机传动系统、离合系统以及可变主传动系统；

所述旋翼系统包括一个主旋翼和一个前拉螺旋桨；所述离合系统包括牙嵌式离合器和摩擦式离合器，所述牙嵌式离合器和摩擦式离合器串联连接，通过控制离合器的接合及解脱顺序，既可保证较高相对转速下离合器的接合，抗冲击性能好，又可保证离合器解脱状态下完全脱离，不会额外消耗功率；

所述发动机传动系统包括一个发动机和一个带传动机构，所述发动机通过带传动机构分别将发动机功率分流传递给前拉螺旋桨和离合系统，离合系统再将功率通过可变主传动系统传递给主旋翼；

所述可变主传动系统包括主减速器、锁定机构以及制动器，利用离合系统的接合与解脱以及制动器、锁定机构联合控制主旋翼的旋转状态。

在上述技术方案基础上，所述主减速器为具有换向减速功能的齿轮减速器；

在上述技术方案基础上，所述制动器为一种盘式制动器，可产生制动力从而使主旋翼从额定转速减速。

在上述技术方案基础上，所述锁定机构为一套可对制动器的制动盘进行锁定和解锁的机构。

改变如上述所述双离合式可停转旋翼飞行器驱动系统工作模式的方法：

当以旋翼模式起飞时，旋翼系统的转速从静止起动逐渐上升达到额定转速，制动器解脱制动，锁定机构解锁，牙嵌式离合器与摩擦式离合器接合；发动机启动，旋翼系统的前拉螺旋桨和主旋翼逐渐升高到额定转速，此时发动机的功率按需求分配给主旋翼和前拉螺旋桨；

当由旋翼模式向固定翼模式的转换时，旋翼系统中的主旋翼从额定转速逐渐降低转速直至停转；摩擦式离合器解脱，同时制动器开始制动，降低主旋翼的转速，在主旋翼转速低至设定转速时锁定机构开始进行锁定，主旋翼停转，牙嵌式离合器解脱，此时发动机的功率全部提供给前拉螺旋桨；