一种直升机的螺旋桨结构

1.本实用新型涉及直升机技术领域，具体涉及一种直升机的螺旋桨结构。


背景技术：

2.等离子体合成射流是一种主动流动控制手段，可以将等离子体合成射流激励器安装至直升机桨尖，以对直升机桨尖处的空气流动进行控制。由于现有的等离子体合成射流激励器在工作时需要在其两端电机加载幅值15kv以上、频率和占空比可调的脉冲高压，而直升机原有供电系统难以满足这一需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种直升机的螺旋桨结构，该螺旋桨结构包括有独立的供电系统，这一供电系统可以通过控制模块接收相应的控制参数，并控制电源模块工作，电源模块用于为等离子体射流激励器供电，从而保证等离子体射流激励器的运行。
4.为达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种直升机的螺旋桨结构，包括：桨毂，其装设于所述直升机的驱动机构的输出端并适于相对所述直升机的机体转动；若干桨叶，其沿周向均布地装设于所述桨毂，且每一所述桨叶均装设有用于形成等离子体射流的等离子体射流激励器；和供电系统，其质心与所述桨毂的转动轴线重合地固接于所述桨毂，并包括电源模块和控制模块；所述电源模块通过埋藏于所述桨叶中的导线与所述等离子体射流激励器连接以为所述等离子体射流激励器供电；所述控制模块与所述电源模块通信连接以对所述电源模块输出电能进行控制。
6.进一步的，所述电源模块包括电池子模块和升压调制子模块；所述电池子模块与所述升压调制子模块和所述控制模块电连接；所述升压调制子模块与所述等离子体射流激励器电连接并用于向所述等离子体射流激励器输出高压脉冲电流。
7.进一步的，所述控制模块包括第一通信单元和控制单元；所述直升机还包括第二通信单元；所述第一通信单元与所述第二通信单元无线通信连接，并用于接收应用于所述升压调制子模块的控制参数；所述控制单元与所述第一通信单元和所述升压调制子模块通信连接，并用于接收和处理所述控制参数以输出控制所述升压调制子模块工作的调制信号。
8.进一步的，所述控制单元与所述升压调制子模块通过光纤通信方式通信连接。
9.进一步的，所述升压调制子模块包括依次通信连接的脉冲信号单元、开关驱动单元、开关单元和升压单元；所述脉冲信号单元与所述控制模块和所述开关驱动单元通信连接，并用于接收所述调制信号并将所述调制信号转换为脉冲信号；所述开关驱动单元接收所述脉冲信号并根据所述脉冲信号驱动所述开关单元启闭；所述升压单元根据所述开关单元在所述电池子模块供电情况下输出高压脉冲电流。
10.进一步的，所述升压单元为高能点火线圈；所述开关单元为功率绝缘栅场效应管。
11.进一步的，所述电池子模块包括第一电池和第二电池；所述第一电池与所述开关单元和升压单元串联以产生高压脉冲电流；所述第二电池与所述脉冲信号单元和开关驱动单元并联以为二者供电。
12.进一步的，还包括第一安装座、第二安装座和电源整流罩；所述第一安装座固接于所述直升机桨毂，且若干所述升压单元沿周向均匀且对称地固接于所述第一安装座；所述第二安装座固接于所述第一安装座上方；所述电池子模块、控制模块、脉冲信号单元固接于所述第二安装座上侧，且其质心与所述直升机桨毂转动轴线重合；若干所述开关驱动单元和开关单元沿周向均匀且对称地固接于所述第二安装座上侧；所述电源整流罩固接于所述第二安装座并遮罩于所述电池子模块、控制模块、脉冲信号单元、开关驱动单元和开关单元上方。
13.进一步的，所述第二安装座上设有若干用于配重的配重槽。
14.由上述对本实用新型的描述可知，相对于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
15.1、该螺旋桨结构包括有独立的供电系统，这一供电系统可以通过控制模块接收相应的控制参数，并控制电源模块工作，电源模块用于为等离子体射流激励器供电，从而保证等离子体射流激励器的运行；此外该供电系统被安装在直升机的桨毂上，使得供电系统可以通过桨叶上的导线为多个等离子体射流激励器同时供电，为了避免供电系统在桨毂高速转动时因为离心力出现结构损坏，将供电系统的质心设置为与桨毂的转动轴线重合，最大限度降低离心力对该供电系统的影响。
16.2、电池模块包括电池子模块和升压调制子模块，电池模块可为控制模块和升压调制子模块供电，升压调制子模块可将低压供电转换为适用于等离子体射流激励器的高压供电。
17.3、控制模块设置第一通信单元，该第一通信单元可通过无线通信方式接收第二通信单元传输的控制参数，使得等离子体射流激励器可以根据需要启闭并调整工作功率，还不必在转动的桨毂与机体之间增加电线连接结构。
18.4、控制单元与升压调制子模块通过光纤线路通信连接，可以减少对控制单元输出的调制信号的干扰。
19.5、脉冲信号单元用于接收控制模块输出的调制信号并转换成脉冲信号后输出至开关驱动单元，开关驱动单元根据脉冲信号驱动开关单元启闭，升压单元在开关单元的作用下将电池子模块的供电转换为高压脉冲电流。
20.6、第一电池用于为开关单元和升压单元供电以产生高压脉冲电流，第二电池用于为脉冲信号单元和开关驱动单元供电。
21.7、设置第一安装座和第二安装座以安装固定该供电系统，设置电源整流罩以保护该供电系统在直升机高空作业时可以正常工作，同时在第二安装座上设置用于配重的配重槽，以防止直升机螺旋桨在桨毂位置处因为安装有上述的供电系统而导致质心偏移。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于
本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型提供的一种直升机的螺旋桨结构的实施例的部分结构的爆炸图；
24.图2为图1中的部分结构装配为一体后的截面示意图；
25.图3为本实用新型提供的一种直升机的螺旋桨结构的实施例中供电系统的电气连接示意图。
26.主要附图标记说明：
27.桨毂上星板10；变压器保护罩11；第一安装座12；第二安装座13；配重槽131；第一电池外壳14；第二电池支架15；电源整流罩16；升压单元20；调试开关21；功率管组件22；第一电池31；第二电池32；控制模块41；脉冲信号单元42。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本实用新型实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
30.本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。
31.本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
32.本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
33.参见图1，图1示出了本实用新型提供的一种直升机的螺旋桨结构的实施例的部分结构的爆炸图，该螺旋桨结构包括桨毂、桨叶、等离子体射流激励器和供电系统，在图1中桨毂仅示出其中的桨毂上星板10部件，桨叶、等离子体射流激励器在图1中未示出。在该螺旋桨结构中，桨毂装设于直升机的驱动机构的输出端并适于相对直升机的机体转动，在桨毂上装设有若干桨叶，桨叶沿着桨毂的周向均匀布设，在桨毂转动时桨叶随之转动；在每一个桨叶的叶尖或靠近叶尖的位置装设有等离子体射流激励器，等离子体射流激励器可以在运行时向外射出等离子体射流，调整桨叶叶尖涡流，从而提高直升机的飞行效率；在桨叶中还埋藏有导线，导线两端分别连接上述的供电系统和上述的等离子体射流激励器，使供电系
统能够为等离子体射流激励器供电。
34.该供电系统的质心与桨毂的转动轴线重合地固定装设于桨毂，其包括电源模块和控制模块；其中电源模块通过埋藏于桨叶中的导线与等离子体射流激励器连接以为等离子体射流激励器供电；控制模块与电源模块通信连接以对电源模块输出电能进行控制。
35.其中，电源模块包括电池子模块和升压调制子模块；电池子模块与升压调制子模块和控制模块电连接；升压调制子模块与等离子体射流激励器电连接并用于向等离子体射流激励器输出高压脉冲电流。控制模块包括第一通信单元和控制单元；直升机还包括第二通信单元；第一通信单元与第二通信单元无线通信连接，并用于接收应用于升压调制子模块的控制参数；控制单元与第一通信单元和升压调制子模块通信连接，并用于接收和处理控制参数以输出控制升压调制子模块工作的调制信号。
36.具体的，参照图3，升压调制子模块包括依次通信连接的脉冲信号单元42、开关驱动单元、开关单元和升压单元20，脉冲信号单元42与控制模块和开关驱动单元通信连接，并用于接收调制信号并将调制信号转换为脉冲信号，开关驱动单元接收脉冲信号并根据脉冲信号驱动开关单元启闭；升压单元20再根据开关单元的启闭在电池子模块供电的情况下向等离子体射流激励器输出高压脉冲电流以驱动等离子体射流激励器工作。
37.电池子模块包括第一电池31和第二电池32，第一电池31与开关单元和升压单元20串联以产生高压脉冲电流，第二电池32与脉冲信号单元42和开关驱动单元并联以为二者供电。
38.其中，升压单元为高能点火线圈，开关单元为功率绝缘栅场效应管，开关驱动单元为功率管驱动器，第一电池31和第二电池32均为锂电池，控制模块输出的调制信号为频率及占空比可调的pwm信号。参照图3，第一电池31的正极连接升压单元20初级绕组一端，第一电池31的负极连接开关单元的源极，开关驱动单元的漏极、栅极和源极分别与开关单元的漏极、栅极和源极连接，开关单元的漏极连接升压单元20初级绕组的另一端，从而将锂电池提供的直流电转换为高压脉冲电流。第二电池32则与脉冲信号单元42和开关驱动单元电连接以为二者供电。
39.应当注意的是，此处第一电池31的电压优选为30v以上，第二电池32的电压优选为15v以上。
40.此外，在直升机的机体内部设置有第二通信单元，第二通信单元与直升机内的上位机通信连接。在使用时，相关工作人员可以在直升机机内的上位机输入相应的控制参数，上位机通过第二通信单元将信号传输至第一通信单元中，控制单元经过处理后将调制信号输出至脉冲信号单元，从而实现对等离子体射流激励器的运行状态的控制。其中，控制单元与脉冲信号单元之间的通信采用光纤通信方式，二者之间通过光纤线路通信连接，以避免产生信号干扰。
41.此外，该螺旋桨结构还包括第一安装座12、第二安装座13和电源整流罩16。
42.参照图1和图2，该螺旋桨结构在桨毂上星板10上固定安装有第一安装座12，若干升压单元20沿周向均匀且对称地固接于第一安装座12上，具体而言，第一安装座12包括一个底板和一个竖轴，第一安装座12的底板通过卡接固定或螺接固定的方式固定在桨毂上星板10上，竖轴的中轴方向与桨毂上星板10的转动方向共线，以保证第一安装座12的平衡。在第一安装座12上固定装设有四个变压器保护罩11，变压器保护罩11沿第一安装座12的竖轴
的周向均匀布设，同时四个升压单元20被一一对应地安装在四个变压器保护罩11内，并且四个升压单元20的安装方式相对其所位于的变压器保护罩11相同，以保证四个升压单元20均匀且对称地布置在第一安装座12上。
43.第二安装座13固接于第一安装座12上方，电池子模块、控制模块、脉冲信号单元42固接于第二安装座13上侧，且其质心与直升机桨毂的转动轴线重合，若干开关驱动单元和开关单元沿周向均匀且对称地固接于第二安装座13上侧，具体而言，第二安装座13为一个圆形的平板状构件，且其圆心与桨毂的转动轴线重合，在第二安装座13的中间位置固定有一第一电池外壳14，第一电池31被安装在该第一电池外壳14内，同时在第二安装座13的中间位置还固定有一第二电池支架15，第二电池支架15位于第一电池外壳14上方，第二电池32被安装在第二电池支架15的上侧表面；在第一电池外壳14和第二电池支架15之间分别设置有控制模块41和脉冲信号单元42，其中控制模块41固定在第二电池支架15的下侧表面，其上设置有控制模块，开关驱动单元和开关单元被集成在功率管组件22上，功率管组件22在本实施例中设有四个，分别与一升压单元20相对应，并且功率管组件22也是沿周向均匀且对称地固定安装在第二安装座13的外围区域。此外，在第二安装座13上还对应每一功率管组件22设置有一调试开关21，调试开关21用于检测功率管组件22是否能够正常工作。
44.此外，在第二安装座13上还设置有若干个用于配重的配重槽131，在本实施例中配重槽131设置有两个，这两个配重槽131沿周向均匀且对称设置，当发现上述的供电系统在安装时出现不平衡的情况时，可以通过配重槽进行配重调整，使得第二安装座13保持平衡。
45.电源整流罩16与第二安装座13固接，并且完全罩设在第二安装座13上方，以遮罩上述的电池子模块、功率管组件22、脉冲信号单元42、控制模块41和调试开关21，保护该供电系统在直升机高空作业时可以不受损坏。
46.本实用新型提供的一种直升机的螺旋桨结构设置有独立的供电系统，该供电系统可以通过控制模块41接收相应的控制参数，并控制电源模块工作，电源模块用于为等离子体射流激励器供电，从而保证等离子体射流激励器的运行；此外该供电系统被安装在直升机的桨毂上，使得供电系统可以通过桨叶上的导线为多个等离子体射流激励器同时供电，为了避免供电系统在桨毂高速转动时因为离心力出现结构损坏，将供电系统的质心设置为与桨毂的转动轴线重合，最大限度降低离心力对该供电系统的影响。
47.上述说明书和实施例的描述，用于解释本实用新型保护范围，但并不构成对本实用新型保护范围的限定。通过本实用新型或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本实用新型实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。