專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)尾翼單旋翼水壓直升飛機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到直升飛機(jī)，更具體地說(shuō)，它涉及到水壓直升飛機(jī)。
背景技術(shù)：
針對(duì)高層建筑消防滅火的世界性難題，人們?cè)O(shè)計(jì)出了各種滅火裝備，其中2010年授權(quán)的名稱(chēng)為《水壓直升飛機(jī)》的實(shí)用新型專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào)201020149811. 5)尤其值得關(guān)注，其技術(shù)方案簡(jiǎn)單可行，具有很廣闊的開(kāi)發(fā)前景，不僅可應(yīng)用于消防領(lǐng)域，在軍事、娛樂(lè)等眾多領(lǐng)域可大力推廣。但該專(zhuān)利所描述的技術(shù)方案中沿用了通常單旋翼直升飛機(jī)必須具有的 起抗扭轉(zhuǎn)作用的尾翼，這就使得該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中動(dòng)平衡問(wèn)題很難解決，尤其是隨著進(jìn)水軟管的加長(zhǎng)變斜，此種單旋翼直升飛機(jī)飛行的高度將大大受限。此外，該專(zhuān)利技術(shù)中沒(méi)有明確對(duì)旋翼姿態(tài)的控制和噴水方向的控制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于改進(jìn)完善水壓直升飛機(jī)的技術(shù)，克服動(dòng)平衡難于解決的問(wèn)題，使其易于控制，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。為此下面提出一種無(wú)尾翼單旋翼水壓直升飛機(jī)，其結(jié)構(gòu)組成如下一種無(wú)尾翼單旋翼水壓直升飛機(jī)，由旋翼、渦輪機(jī)、進(jìn)水管、出水管、旋翼控制機(jī)構(gòu)等部分組成，所述的旋翼的主軸、渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)中心、進(jìn)水管三者自上而下位于同一垂線上，這就使得水壓直升飛機(jī)的主要負(fù)荷無(wú)論怎樣變化始終處于旋翼主軸的垂線上，易于解決輸水軟管長(zhǎng)度變化引來(lái)的動(dòng)平衡問(wèn)題；所述的進(jìn)水管直接與一缸體聯(lián)接，所述的缸體的上端對(duì)稱(chēng)布置開(kāi)口朝下的至少兩個(gè)出水彎管，缸體的內(nèi)壁設(shè)有縱向壁槽，此種缸體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最大可能的減少了出水反沖力造成的動(dòng)平衡問(wèn)題和解決了平衡旋翼扭轉(zhuǎn)力矩的難題，去掉了尾翼；所述的渦輪為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其由內(nèi)外兩個(gè)圈層及這兩圈層中所夾的周向布置的一系列葉片組成，其葉片位于缸體出水口下方，其外圈通過(guò)聯(lián)接裝置與旋翼主軸裝設(shè)在一起，缸體出水口噴出的高壓水沖擊葉片進(jìn)而推動(dòng)渦輪機(jī)并帶動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)；所述的控制機(jī)構(gòu)主要由電子遙控裝置和調(diào)整旋翼傾斜角度的斜盤(pán)控制裝置組成，其斜盤(pán)的下盤(pán)狀態(tài)由遙控裝置控制的電磁伸縮裝置的伸縮實(shí)現(xiàn)；所述的出水管與一位于渦輪下方的裝設(shè)在缸體周?chē)募P(pán)聯(lián)接。更進(jìn)一步地，上述的渦輪外圈與主軸的聯(lián)接裝置為行星齒輪加速器，渦輪外圈與行星齒輪加速器的外齒圈聯(lián)接，旋翼主軸與太陽(yáng)輪聯(lián)接，缸體與行星輪架聯(lián)接。這就使得水的壓力和動(dòng)力更為高效地轉(zhuǎn)變?yōu)樾淼霓D(zhuǎn)動(dòng)能力，使轉(zhuǎn)速易于達(dá)到起飛的要求。此外，上述的集水盤(pán)與缸體外壁間通過(guò)軸承聯(lián)接，集水盤(pán)的內(nèi)緣側(cè)布設(shè)有一系列螺線槽，缸體與集水盤(pán)裝接的部位的外壁開(kāi)設(shè)小孔并在其中固裝一電磁閥，所述的出水管與集水盤(pán)的聯(lián)接為可轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接裝置，出水管與集水盤(pán)根部還有一電磁伸縮裝置。這樣，通過(guò)遙控控制缸體中的電磁閥，缸體中一小部分水流能夠推動(dòng)螺線槽運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)集水盤(pán)以及出水管可圍繞缸體作360度旋轉(zhuǎn)，通過(guò)控制電磁伸縮裝置來(lái)使出水管在垂直面內(nèi)作至少90度的旋轉(zhuǎn)，如此，不需要轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)機(jī)體就可實(shí)現(xiàn)對(duì)出水方向的控制。[0006]本實(shí)用新型的主要用途為1、通過(guò)消防水帶同消防車(chē)相接，可以對(duì)高層建筑、石油化工、森林等類(lèi)的火災(zāi)撲滅提供高效便捷的方式；2、通過(guò)水帶和小型艦只的高壓水泵相接，可為海軍陸戰(zhàn)山地登陸提供簡(jiǎn)便裝備；3、通過(guò)水帶和城市花園中的水泵相接，可以為城市創(chuàng)造情趣和成為水上娛樂(lè)設(shè)施。4、如小型制作，和注射筒相接，可以成為兒童游戲益智的玩；5、和消防車(chē)相接，也可用作起重吊裝工具。

附圖I單旋翼水壓直升飛機(jī)的主要組成結(jié)構(gòu)示意圖 附圖2內(nèi)外兩圈層夾葉片的渦輪結(jié)構(gòu)示意圖附圖3上下層夾螺線槽的渦輪結(jié)構(gòu)示意圖附圖4螺線槽示意圖附圖5集水盤(pán)和出水管的聯(lián)接示意圖附圖6缸體內(nèi)壁壁槽結(jié)構(gòu)示意圖附圖7帶螺線槽的集水盤(pán)示意圖附圖8行星輪加速器示意圖附圖9遙控電路示意圖其中I旋翼2缸體3渦輪4行星輪加速器5集水盤(pán)6出水管7電磁伸縮裝置8葉片9螺線槽10電磁閥11壁槽
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的制造和使用首先分別說(shuō)明各主要部件的制造實(shí)例I :采用內(nèi)外兩圈層夾葉片的渦輪結(jié)構(gòu)，如附圖I與附圖2旋翼I采用鋁合金制造，三葉，一葉長(zhǎng)度不小于I米。缸體2其幾何結(jié)構(gòu)主體為圓筒，直徑與消防水帶匹配，上端為兩個(gè)對(duì)稱(chēng)布置的出水彎頭，彎頭與缸體相接的一端口徑大，向下噴水的端口口徑小。由于缸體是整個(gè)飛機(jī)承載體，應(yīng)用高強(qiáng)度材料制作。缸體內(nèi)壁設(shè)有利用水壓抵抗旋翼扭矩的壁槽，結(jié)構(gòu)如附圖6所
/Jn ο渦輪3渦輪的內(nèi)圈可與缸體用向心軸承聯(lián)接，葉片傾斜彎曲，其結(jié)構(gòu)示意如附圖2所示。行星輪加速器4行星輪的外齒圈可與渦輪的外圈制成一體，行星輪架與缸體固定，太陽(yáng)輪與主軸聯(lián)接，其結(jié)構(gòu)如附圖8。集水盤(pán)5和出水管6集水盤(pán)呈圓槽狀，內(nèi)槽分為上下兩部分，下部與缸體通過(guò)向軸承聯(lián)接，上部呈柵環(huán)狀，柵柱中接螺線槽。缸體中裝有電磁閥10，當(dāng)閥門(mén)開(kāi)啟后，噴射水流吹動(dòng)螺線槽進(jìn)而帶動(dòng)集水盤(pán)圍繞缸體轉(zhuǎn)動(dòng)。集水盤(pán)的底部匯聚口與出水管通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)接頭聯(lián)接。特別注意，由于接水盤(pán)圍繞缸體旋轉(zhuǎn)，其和出水管間的電磁伸縮裝置的控制線采用特別布設(shè)方法。電子遙控裝置輸出的控線，一根控線以金屬缸體為地線，另一根控線與集水盤(pán)下部缸體外壁中敷設(shè)的環(huán)狀導(dǎo)電環(huán)聯(lián)接?？刂瞥鏊茉诖姑嫖恢玫碾姶派炜s裝置的另一根控線通過(guò)電刷與導(dǎo)電環(huán)觸接。電磁伸縮裝置7通過(guò)遙控控制電磁伸縮裝置的伸縮來(lái)點(diǎn)整旋翼姿態(tài)和出水管上下的擺動(dòng)。實(shí)例2 :采用上下層夾螺線槽的渦輪結(jié)構(gòu)，如附圖3與附圖4。其它結(jié)構(gòu)和實(shí)例I相同。 在使用中，本發(fā)明和消防車(chē)通過(guò)消防水帶相接，地面可在此直升飛機(jī)的正下方設(shè)置消防水帶給送裝置，使直升飛機(jī)只拖動(dòng)垂直方向的水管上升。通過(guò)遙控裝置控制飛機(jī)的懸停高度和出水管的噴水方向，達(dá)到準(zhǔn)確向目標(biāo)火區(qū)噴水的目的。
權(quán)利要求1.一種無(wú)尾翼單旋翼水壓直升飛機(jī)，由旋翼、渦輪機(jī)、進(jìn)水管、出水管、旋翼控制機(jī)構(gòu)組成，其特征是，所述的旋翼的主軸、渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)中心、進(jìn)水管自上而下位于同一垂線上；所述的進(jìn)水管直接與一缸體聯(lián)接，缸體的上端對(duì)稱(chēng)布置開(kāi)口口朝下或朝外的至少兩個(gè)出水彎管；所述的缸體的內(nèi)壁設(shè)有縱 向壁槽；所述的渦輪為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其由內(nèi)外兩個(gè)圈層或上下兩個(gè)圈層及這兩圈層中所夾的周向布置的一系列葉片組成，其葉片位于缸體出水口下方或前方，其外圈層或上圈層通過(guò)聯(lián)接裝置與旋翼主軸裝設(shè)在一起；所述的旋翼控制機(jī)構(gòu)由電子遙控裝置和調(diào)整旋翼傾斜角度的斜盤(pán)控制裝置組成，其斜盤(pán)的下盤(pán)狀態(tài)由遙控裝置控制的電磁伸縮裝置的伸縮實(shí)現(xiàn)；所述的出水管與一位于渦輪下方的裝設(shè)在缸體周?chē)募P(pán)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)尾翼單旋翼水壓直升飛機(jī)，其特征是，所述的渦輪外圈層或上圈層與主軸的聯(lián)接裝置為行星齒輪加速器，渦輪外圈層或上圈層與行星齒輪加速器的外齒圈聯(lián)接，太陽(yáng)輪與旋翼主軸聯(lián)接，行星輪架固定在缸體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)尾翼單旋翼水壓直升飛機(jī)，其特征是，所述的集水盤(pán)與缸體外壁間通過(guò)軸承聯(lián)接，集水盤(pán)的內(nèi)緣側(cè)布設(shè)有一系列螺線槽，缸體與積水盤(pán)裝接的部位的外壁開(kāi)設(shè)小孔并在其中固裝一電磁閥，所述的出水管與積水盤(pán)的聯(lián)接為可轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，出水管與集水盤(pán)根部有一電磁伸縮裝置。
專(zhuān)利摘要水壓直升飛機(jī)是解決發(fā)生于高層建筑、石油化工、森林等領(lǐng)域的消防滅火難題的新技術(shù)手段，本實(shí)用新型是對(duì)水壓直升飛機(jī)的進(jìn)一步完善，主要技術(shù)特征是取消尾翼部分，旋翼、渦輪機(jī)和進(jìn)水管的中心位于同一垂直線上，上述三者通過(guò)缸體結(jié)合在一起，在缸體的內(nèi)壁設(shè)有抵抗旋翼扭轉(zhuǎn)力矩的壁槽，同時(shí)，出水管由集水盤(pán)帶動(dòng)可在水平方向呈360度旋轉(zhuǎn)，垂直方向呈90度旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)由地面消防泵提供的高壓水通過(guò)進(jìn)水管、缸體、出水彎頭噴出后推動(dòng)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過(guò)行星輪加速器帶動(dòng)主軸和旋翼旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型可借助高壓水的自身動(dòng)力將高壓水方便地輸往目標(biāo)火區(qū)，使水壓直升飛機(jī)更易制造、使用、推廣。本實(shí)用新型還可用于海軍陸戰(zhàn)登陸和水上娛樂(lè)。
文檔編號(hào)B64D1/18GK202783779SQ201220237649
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者王應(yīng)天, 賀全智 申請(qǐng)人:王應(yīng)天, 賀全智