專利名稱：旋翼直升飛機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及航空飛行器的技術(shù)領(lǐng)域，特別是可垂直升降的旋翼飛行器。
傳統(tǒng)的普通飛機(jī)是依靠螺旋槳的拉力或推力使整個(gè)飛機(jī)向前運(yùn)動(dòng)，在空氣動(dòng)力的作用下使機(jī)翼產(chǎn)生升力而升空，不能垂直升降(除傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)外)；傳統(tǒng)的旋翼機(jī)是依靠螺旋槳的拉力或推力使整個(gè)飛機(jī)向前運(yùn)動(dòng)，在空氣動(dòng)力的作用下使旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生升力而升空，雖然結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，但也不能垂直升空；傳統(tǒng)的直升機(jī)是靠發(fā)動(dòng)機(jī)通過齒輪等傳動(dòng)方式直接將動(dòng)力傳給旋翼使之轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生升力而升空，但操作比較復(fù)雜，需要比較大力矩的尾槳來控制機(jī)身的平衡，而且能耗比較大。
本實(shí)用新型的目的是克服傳統(tǒng)飛機(jī)的不足，綜合考慮，創(chuàng)造一種結(jié)構(gòu)新穎，輕便且能耗低，可垂直升降的旋翼直升飛機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的旋翼直升飛機(jī)，由機(jī)身、裝于機(jī)身頂部的主旋翼、裝于機(jī)身下部的起落架、裝于機(jī)身內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)、裝于機(jī)身后部的水平安定面和尾槳、以及動(dòng)力傳動(dòng)和飛行控制裝置構(gòu)成，主旋翼的翼尖端部分別裝有一個(gè)朝向相反但平衡布置的翼尖螺旋槳，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過機(jī)身內(nèi)的垂直主軸、主旋翼內(nèi)的傘齒輪換向變速傳動(dòng)裝置以及軟軸等直接驅(qū)動(dòng)兩翼尖螺旋槳主動(dòng)旋轉(zhuǎn)由此帶動(dòng)主旋翼被動(dòng)旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步地，機(jī)身頂部除主旋翼外還裝有一對(duì)副旋翼，主旋翼與副旋翼呈“十”字形布置；且主旋翼采用靠近根部弦長增大、翼尖部弦長縮小的變弦長旋翼。而且驅(qū)動(dòng)翼尖螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的軟軸通過軸承和軟軸套安裝于主旋翼內(nèi)，且軟軸一端通過傘齒輪組與機(jī)身內(nèi)的主軸聯(lián)動(dòng)。
這樣，在主旋翼的翼尖增裝螺旋槳，把傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力直接傳遞給旋翼的方式改為間接傳遞方式即把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過齒輪、軸(含軟軸)等先傳遞至翼尖的螺旋槳上，通過該螺旋槳產(chǎn)生拉力(或推力)來促使旋翼旋轉(zhuǎn)而在空氣動(dòng)力的作用下產(chǎn)生升力。這樣做，旋翼主軸與機(jī)體間只有較小的摩擦，不但可以大大減少尾槳所需的平衡力矩，可使尾翼縮短，而且可以降低能耗。在其它條件相同的情況下，用此種方式旋翼產(chǎn)生的升力比傳統(tǒng)直升機(jī)的升力可高出20％多，如果改變旋翼的形狀將旋翼靠近根部的弦長增長，將旋翼尖部的弦長縮短，比例適當(dāng)?shù)脑?，則產(chǎn)生的升力比傳統(tǒng)直升機(jī)的升力可高出30％有多。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的主視圖；圖2是
圖1的俯視圖；圖3是動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。
參見
圖1-圖3，其中1、2為翼尖螺旋槳，其作用是拖動(dòng)(或推動(dòng))旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力；3為尾槳，用來控制方向，并用來平衡旋翼旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的機(jī)身不平衡；4、5為主旋翼，它在翼尖旋螺槳1、2的作用下旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生升力；6、7為副旋翼，它隨主旋翼4、5一起旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力；8為發(fā)動(dòng)機(jī)，為飛機(jī)提供動(dòng)力；9為機(jī)身；10為起落架；11為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸；12為主軸；13、14為軟軸，即翼尖螺旋槳?jiǎng)恿鲃?dòng)軸；15為尾槳?jiǎng)恿鲃?dòng)軸；16為軸承套(相對(duì)主軸12來說)，相對(duì)旋翼來說為軸，17為軸承(圖3中可見的共有24個(gè))；18、19為軟軸套；20為軸套；21為軟軸套；22為彈簧，便于旋翼傾斜；23、24、25、26、27、28為傳動(dòng)傘齒輪組；29為水平安定面，用以保證飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性和消除自轉(zhuǎn)下滑時(shí)的低頭力矩；30為油箱。
工作原理由發(fā)動(dòng)機(jī)9提供動(dòng)力，通過輸出軸11將動(dòng)力傳給傘齒輪組23，再通過主軸12和傘齒輪組24、25將動(dòng)力分別傳遞給軸15和軟軸13、14，通過軟軸13、14將動(dòng)力分別傳遞至傘齒輪組26、27，再通過傘齒輪組26、27的輸出軸把動(dòng)力傳至旋翼尖的螺旋槳1、2，于是螺旋槳1、2高速旋轉(zhuǎn)，螺旋槳1產(chǎn)生拉力F1，螺旋槳2產(chǎn)生拉力F2，這時(shí)主、副旋翼4、5、6、7在螺旋槳1、2產(chǎn)生的力偶作用下迅速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生向上的升力；另一方面，尾槳傳動(dòng)軸15將發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的動(dòng)力傳給傘齒輪組28，再通過傘齒輪組輸出軸把動(dòng)力傳至尾槳3，使尾槳3轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的拉力F3。通過調(diào)節(jié)尾槳的螺距可改變力的大小，從而控制飛機(jī)的方向和平衡。另通過彈簧22控制旋翼的傾斜度來控制飛機(jī)的前進(jìn)、升空和懸停等狀態(tài)，通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率而控制飛機(jī)的升空重量、升空速度及前進(jìn)速度等。本實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)9采用NF250摩托車的單缸風(fēng)冷頂置式四沖程汽油機(jī)改型，其最大功率為18.4KW(8500r/min)；翼尖螺旋槳1、2均選用4葉槳形式，其直徑D=725mm，槳矩H=435mm，其轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸11的轉(zhuǎn)速的比例選用0.45∶1，此比例通過傘齒輪組23、25、26、27來調(diào)節(jié)；主旋翼4、5半徑(R41+R42及R51+R52)均為4m，其中R41=R51=2.5m，其根部R41、R51段的弦長為0.4m，近尖部R42和R52段的弦長均為0.2m，副旋翼6、7半徑(R6及R7)均為2.5m，其弦長為0.4m；主旋翼和副旋翼的翼型均采用克拉克-Y型。尾槳采用變矩2葉槳，直徑為0.3m。這種旋翼直升飛機(jī)的最大起飛重量約為480Kg。如果按傳統(tǒng)方式制作，不加裝翼尖螺旋槳，其它參數(shù)相同，則其最大起飛重量約為200Kg。如果按傳統(tǒng)方式制作，不加裝翼尖旋槳，且R42和R52均為0米，其它參數(shù)相同，則其最大起飛重量約為250Kg。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是1、在旋翼尖上裝螺旋槳，旋翼旋轉(zhuǎn)所需動(dòng)力不是發(fā)動(dòng)機(jī)直接提供，而是翼尖上的螺旋槳產(chǎn)生的力偶提供的。2、主旋翼的形狀不同于傳統(tǒng)的直升機(jī)，旋翼的弦長隨旋翼半徑方向的增大而減少。這樣的構(gòu)造，能降低能耗，用此方案制作的飛機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，操作使用方便，可垂直升降，此方案更適合于輕型直升飛機(jī)的制作。
權(quán)利要求1.旋翼直升飛機(jī)，由機(jī)身、裝于機(jī)身頂部的主旋翼、裝于機(jī)身下部的起落架、裝于機(jī)身內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)和油箱、裝于機(jī)身后部的水平安定面和尾槳、以及動(dòng)力傳動(dòng)和飛行控制裝置構(gòu)成，其特征在于主旋翼的翼尖端部分別裝有一個(gè)朝向相反但平衡布置的翼尖螺旋槳，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過機(jī)身內(nèi)的垂直主軸、主旋翼內(nèi)的傘齒輪換向變速傳動(dòng)裝置以及軟軸直接驅(qū)動(dòng)兩翼尖螺旋槳主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并由此帶動(dòng)主旋翼被動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼直升飛機(jī)，其特征是機(jī)身頂部除主旋翼外還裝有一對(duì)副旋翼，主旋翼與副旋翼呈“十”字形布置；且主旋翼采用靠近根部弦長增大、翼尖部弦長縮小的變弦長旋翼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋翼直升飛機(jī)，其特征是驅(qū)動(dòng)翼尖螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的軟軸通過軸承和軟軸套安裝于主旋翼內(nèi)，且軟軸一端通過傘齒輪組與機(jī)身內(nèi)的主軸聯(lián)動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種旋翼直升飛機(jī),它包括機(jī)身、主旋翼、起落架、發(fā)動(dòng)機(jī)、尾槳、飛行控制裝置等,主旋翼的翼尖端部分別裝有一個(gè)朝向相反但平衡布置的翼尖螺旋槳,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過機(jī)身內(nèi)的垂直主軸、主旋翼內(nèi)的傘齒輪換向傳動(dòng)裝置以及軟軸等直接驅(qū)動(dòng)兩翼尖螺旋槳主動(dòng)旋轉(zhuǎn),并由此帶動(dòng)主旋翼被動(dòng)旋轉(zhuǎn),這樣的構(gòu)造,可垂直升降,結(jié)構(gòu)簡單而能耗低,同等條件下起飛載重量大大提高,是傳統(tǒng)直升機(jī)的理想替代產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B64C27/10GK2434225SQ0024194
公開日2001年6月13日 申請(qǐng)日期2000年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
發(fā)明者王志成 申請(qǐng)人:王志成