專利名稱：旋翼直升飛機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實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)的普通飛機是依靠螺旋槳的拉力或推力使整個飛機向前運動，在空氣動力的作用下使機翼產(chǎn)生升力而升空，不能垂直升降(除傾轉(zhuǎn)旋翼機外)；傳統(tǒng)的旋翼機是依靠螺旋槳的拉力或推力使整個飛機向前運動，在空氣動力的作用下使旋翼轉(zhuǎn)動產(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)的直升機是靠發(fā)動機通過齒輪等傳動方式直接將動力傳給旋翼使之轉(zhuǎn)動產(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身的平衡，而且能耗比較大。
本實用新型的目的是克服傳統(tǒng)飛機的不足，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。
本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的旋翼直升飛機，由機身、裝于機身頂部的主旋翼、裝于機身下部的起落架、裝于機身內(nèi)的發(fā)動機、裝于機身后部的水平安定面和尾槳、以及動力傳動和飛行控制裝置構(gòu)成，主旋翼的翼尖端部分別裝有一個朝向相反但平衡布置的翼尖螺旋槳，發(fā)動機的動力通過機身內(nèi)的垂直主軸、主旋翼內(nèi)的傘齒輪換向變速傳動裝置以及軟軸等直接驅(qū)動兩翼尖螺旋槳主動旋轉(zhuǎn)由此帶動主旋翼被動旋轉(zhuǎn)。進一步地，機身頂部除主旋翼外還裝有一對副旋翼，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)動翼尖螺旋槳轉(zhuǎn)動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身內(nèi)的主軸聯(lián)動。
這樣，在主旋翼的翼尖增裝螺旋槳，把傳統(tǒng)發(fā)動機動力直接傳遞給旋翼的方式改為間接傳遞方式即把發(fā)動機的動力通過齒輪、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)而在空氣動力的作用下產(chǎn)生升力。這樣做，旋翼主軸與機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?shù)脑?，則產(chǎn)生的升力比傳統(tǒng)直升機的升力可高出30％有多。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的主視圖；圖2是
圖1的俯視圖；圖3是動力傳動結(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(或推動)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)動機，為飛機提供動力；9為機身；10為起落架；11為發(fā)動機輸出軸；12為主軸；13、14為軟軸，即翼尖螺旋槳動力傳動軸；15為尾槳動力傳動軸；16為軸承套(相對主軸12來說)，相對旋翼來說為軸，17為軸承(圖3中可見的共有24個)；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為傳動傘齒輪組；29為水平安定面，用以保證飛機的縱向穩(wěn)定性和消除自轉(zhuǎn)下滑時的低頭力矩；30為油箱。
工作原理由發(fā)動機9提供動力，通過輸出軸11將動力傳給傘齒輪組23，再通過主軸12和傘齒輪組24、25將動力分別傳遞給軸15和軟軸13、14，通過軟軸13、14將動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，尾槳傳動軸15將發(fā)動機傳來的動力傳給傘齒輪組28，再通過傘齒輪組輸出軸把動力傳至尾槳3，使尾槳3轉(zhuǎn)動而產(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的前進、升空和懸停等狀態(tài)，通過控制發(fā)動機的輸出功率而控制飛機的升空重量、升空速度及前進速度等。本實施例中，發(fā)動機9采用NF250摩托車的單缸風(fēng)冷頂置式四沖程汽油機改型，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)動機輸出軸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。
本實用新型的特點是1、在旋翼尖上裝螺旋槳，旋翼旋轉(zhuǎn)所需動力不是發(fā)動機直接提供，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，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，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的制作。
權(quán)利要求1.旋翼直升飛機，由機身、裝于機身頂部的主旋翼、裝于機身下部的起落架、裝于機身內(nèi)的發(fā)動機和油箱、裝于機身后部的水平安定面和尾槳、以及動力傳動和飛行控制裝置構(gòu)成，其特征在于主旋翼的翼尖端部分別裝有一個朝向相反但平衡布置的翼尖螺旋槳，發(fā)動機的動力通過機身內(nèi)的垂直主軸、主旋翼內(nèi)的傘齒輪換向變速傳動裝置以及軟軸直接驅(qū)動兩翼尖螺旋槳主動旋轉(zhuǎn)，并由此帶動主旋翼被動旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼直升飛機，其特征是機身頂部除主旋翼外還裝有一對副旋翼，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，其特征是驅(qū)動翼尖螺旋槳轉(zhuǎn)動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身內(nèi)的主軸聯(lián)動。
專利摘要本實用新型公開了一種旋翼直升飛機,它包括機身、主旋翼、起落架、發(fā)動機、尾槳、飛行控制裝置等,主旋翼的翼尖端部分別裝有一個朝向相反但平衡布置的翼尖螺旋槳,發(fā)動機的動力通過機身內(nèi)的垂直主軸、主旋翼內(nèi)的傘齒輪換向傳動裝置以及軟軸等直接驅(qū)動兩翼尖螺旋槳主動旋轉(zhuǎn),并由此帶動主旋翼被動旋轉(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)直升機的理想替代產(chǎn)品。
文檔編號B64C27/10GK2434225SQ0024194
公開日2001年6月13日 申請日期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 申請人:王志成