共軸反槳球形飛行器傳動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】共軸反槳球形飛行器F-1型傳動系統(tǒng)，它是由豎直軸、起落架，內(nèi)軸承、外軸承、齒輪、轉(zhuǎn)軸、中央機(jī)艙及對稱轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)所組成。對稱傳動機(jī)構(gòu)中的齒輪、轉(zhuǎn)軸、飛輪對稱配置，兩主動齒輪分別由同型號兩發(fā)動機(jī)分別驅(qū)動；上位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)和下位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)分別用球面?zhèn)鲃用鎭韨鬟f動力，上位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)和下位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量相同，兩球面?zhèn)鲃用娣謩e安裝于內(nèi)軸承和外軸承上，內(nèi)軸承和外軸承繞一豎直軸轉(zhuǎn)動，對稱傳動機(jī)構(gòu)及兩發(fā)動機(jī)均安裝于球殼內(nèi)，球形機(jī)艙設(shè)置在飛行器槳盤中央位置。球形飛行器F-1型具有空中摩托之稱，體積小、重量輕，機(jī)動性好。適合邊防巡邏、災(zāi)情急求、旅游觀光、森林防火、交通疏導(dǎo)、穿越雷處、高空拍攝、追蹤逃犯等場合。
【專利說明】共軸反槳球形飛行器傳動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于飛行器類，具體涉及一種共軸反槳球形飛行器Fl型傳動系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]單旋翼直升機(jī)的旋翼系統(tǒng)由主旋翼、尾旋翼和穩(wěn)定陀螺儀組成。單旋翼直升機(jī)尾旋翼是為了抵消主旋翼旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生反向力矩。因此尾旋翼旋轉(zhuǎn)動時要額外消耗一部分功率；單旋翼直升機(jī)的尾槳直徑為主旋翼的16% _22%，這樣，假設(shè)尾旋翼槳盤緊鄰主旋翼槳盤，則單旋翼直升機(jī)主旋翼槳盤最前端到尾旋翼槳盤最后端是主槳盤直徑的1.16-1.22倍，長長尾梁的傳動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，飛行過程中尾梁振動和變形是引起傳動機(jī)構(gòu)的故障隱患。針對單旋翼直升機(jī)的缺陷，目前，人們設(shè)計(jì)共軸反槳直升機(jī)，它是由一正一反的上下兩副機(jī)翼構(gòu)成，這種直升機(jī)無需尾翼。由于上下旋翼轉(zhuǎn)向相反，兩副旋翼產(chǎn)生的扭矩在航向不變飛行狀態(tài)下相互平衡，改變飛行航向通常是通過上下機(jī)翼總距差動產(chǎn)生不平衡扭矩來實(shí)現(xiàn)操縱的。共軸反槳雙旋翼直升機(jī)上述特征決定了它與傳統(tǒng)的單機(jī)翼、帶尾槳直升機(jī)相比有著自身的特點(diǎn)。20世紀(jì)40年代初，這種結(jié)構(gòu)引起了航空愛好者極大的興趣，并試圖其將變成可實(shí)用的飛行器。然而由于當(dāng)時人們對共軸反槳?dú)鈩犹匦哉J(rèn)識的缺乏以及在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面遇到的困難，許多設(shè)計(jì)者最終放棄了努力，而在很長一段時間內(nèi)對共軸反槳直升機(jī)的研究仍停留在實(shí)驗(yàn)階段。由于共軸反槳直升機(jī)需要解決兩螺旋槳槳葉的周期變距及變總距問題，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，也非常難于實(shí)現(xiàn)。迄今為止，也只有俄羅斯獨(dú)家掌握了載人直升機(jī)共軸式螺旋槳技術(shù)。如目前投入使用的俄羅斯的卡-28。共軸反槳直升機(jī)有很大的優(yōu)點(diǎn):共軸反槳直升機(jī)與同重量的單旋翼直升機(jī)相比，由于沒有尾槳，既可以省去一部分復(fù)雜的傳動結(jié)構(gòu)，又不需要用額外功率來用于航向操縱；共軸反槳直升機(jī)機(jī)身部分一般情況下均在槳盤面積之內(nèi)，機(jī)體總共縱向尺寸就是槳盤尺寸。這樣，在槳盤載荷、發(fā)動機(jī)和相同載重的情況下，共軸反槳直升機(jī)的總體縱向尺寸僅為單旋翼直升機(jī)的60%左右；共軸反槳直升機(jī)主要靠它的傾斜器和變距機(jī)構(gòu)來實(shí)行操縱的，大部分飛行狀態(tài)時，旋翼的迎角是在每周不停的改變著，通過不斷地改變旋翼不同角度的迎角，使直升機(jī)可以懸停、前后左右飛行自如；由于雙槳葉提供升力，在相同的拉力和旋翼直徑下，剛性共軸旋翼的誘導(dǎo)阻力比單旋翼機(jī)低20% -30% ;共軸反槳直升機(jī)可以提供較大的升力，又可用直徑較小的主槳，所以占用的停飛的空間小了很多，低空飛行時受障礙物的影響也小了很多，無論對戰(zhàn)斗還是艦載都有好處的。然而，目前共軸反槳直升機(jī)也存在不少缺陷:共軸反槳直升機(jī)的操縱系統(tǒng)部分非流線形狀的上下槳轂及其他部件暴露在氣流中，因而廢面阻力增大；共軸反槳直升機(jī)的機(jī)身部分一般情況均在槳盤面積之內(nèi)，槳葉帶動的氣流沖擊機(jī)身要損耗掉一部分功率；共軸反槳直升機(jī)在飛行過程中，旋翼變距機(jī)構(gòu)以及傾斜角始終在非常高頻率的動作下工作，故障率相對于固定旋翼飛機(jī)來說，要多得多。因此，在對共軸反槳直升機(jī)研究成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)共軸反槳球形飛行器F-1型，其核心技術(shù)共分四個部分:1、共軸反槳球形飛行器F-1型傳動系統(tǒng)；2、共軸反槳球形飛行器F-1型控制系統(tǒng)；3、共軸反槳球形飛行器F-1型轉(zhuǎn)向顯示器；
4、共軸反槳球形飛行器F-1型雙軸離合器


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:解決共軸反槳球形飛行器F-1型傳動問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:共軸反槳球形飛行器F-1型，傳動系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)軸、齒輪、飛輪、起落架、發(fā)動機(jī)I和I1、對稱傳動機(jī)構(gòu)，機(jī)艙蓋、球形機(jī)艙設(shè)置在槳盤中央；所述的對稱傳動機(jī)構(gòu)是:豎直軸13安裝于起落架12上，在豎直軸13上安裝內(nèi)軸承14，內(nèi)軸承14中間位置安裝外軸承11，內(nèi)軸承14比外軸承11長；內(nèi)軸承14上端外側(cè)齒輪嚙合右側(cè)水平放置的齒輪16，齒輪16的轉(zhuǎn)軸17上端安裝臺形齒輪18，齒輪16、齒輪18及轉(zhuǎn)軸17同步轉(zhuǎn)動，臺形齒輪18與右側(cè)豎直放置的主動齒輪21前位嚙合，主動齒輪21轉(zhuǎn)軸中央安裝飛輪19，飛輪19由發(fā)動機(jī)I驅(qū)動；外軸承11上端外側(cè)齒輪嚙合左側(cè)水平放置的齒輪10，齒輪10的轉(zhuǎn)軸9上端安裝臺型齒輪7，齒輪10、齒輪7及轉(zhuǎn)軸9同步轉(zhuǎn)動，齒輪7與左側(cè)豎直放置的主動齒輪5后位嚙合，主動齒輪5轉(zhuǎn)軸中央安裝飛輪6，飛輪6由發(fā)動機(jī)II驅(qū)動；轉(zhuǎn)軸9的軸承和轉(zhuǎn)軸17的軸承固定于橫桿8上，橫桿8固定于豎直軸13。內(nèi)軸承14上端外側(cè)齒輪和外軸承11上端外側(cè)齒輪的半徑及齒數(shù)相等，齒輪16和齒輪10的半徑及齒數(shù)相等，主動齒輪21和主動齒輪5的半徑及齒數(shù)相等，臺形齒輪18和臺形齒輪7形狀及齒數(shù)分別相同。上位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)中的球面?zhèn)鲃用?0上面部分為球環(huán)面，球環(huán)面的半徑等于飛行器的球形半徑，球環(huán)面下端圓周連接一個半徑小于飛行器球形半徑的球缺面網(wǎng)，球缺面網(wǎng)的下端圓周固定于外軸承11下端圓周上，球面?zhèn)鲃用?0上端圓周固定上位螺旋槳槳葉3 ;下位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)中的球面?zhèn)鲃用?5為球缺面，球缺面半徑等于飛行器球形半徑，球缺面上端圓周半徑與上位螺旋槳機(jī)構(gòu)中球面?zhèn)鲃用娴那颦h(huán)面下端圓口半徑相等，球面?zhèn)鲃用?5下端圓周固定于內(nèi)軸承14下端圓周上，球面?zhèn)鲃用?5上端圓周固定下位螺旋槳槳葉4 ;機(jī)艙底板2固定于豎直軸13和橫桿8上，機(jī)艙上方安裝半球形機(jī)艙蓋，機(jī)艙配置在槳盤中央位置。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:1、飛行器操縱系統(tǒng)非流線形狀部件均在球殼內(nèi)，減小廢面阻力；2、飛行器球形機(jī)身處在槳盤中央，槳葉帶動的流體沖擊不到機(jī)身而減小一部分功率損耗；3、飛行器無需旋翼機(jī)構(gòu)高頻率變距及上下機(jī)翼改變傾斜角，減小故障率；4、飛行器體積小、重量輕，操縱方便，升降靈活，機(jī)動性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0006]圖1為本發(fā)明截面主視示意圖。
[0007]圖2為本發(fā)明局部剖面示意圖。
[0008]圖中:1、半球面機(jī)艙蓋；2、機(jī)艙底板；3、上位螺旋槳槳葉；4、下位螺旋槳槳葉；5、齒輪；6、飛輪；7、齒輪；8、橫桿；9、轉(zhuǎn)軸；10、齒輪；11、外軸承12、起落架13、豎直軸14、內(nèi)軸承；15、球面?zhèn)鲃用妫?6、齒輪；17、轉(zhuǎn)軸；18、齒輪19飛輪20、球面?zhèn)鲃用?1、齒輪；22、鉸鏈、23、座椅。

【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例加以說明。
[0010]如圖1、2所示，共軸反槳球形飛行器F-1型，傳動系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)軸、齒輪、飛輪、發(fā)動機(jī)I和I1、對稱傳動機(jī)構(gòu)、球形機(jī)艙配置在槳盤中央位置；對稱傳動機(jī)構(gòu)的構(gòu)造是:豎直軸13安裝于起落架12上，在豎直軸13上安裝內(nèi)軸承14，內(nèi)軸承14中間位置安裝外軸承11，內(nèi)軸承14比外軸承11長，內(nèi)軸承14上端外側(cè)為齒輪，內(nèi)軸承14上端外側(cè)齒輪嚙合右側(cè)水平放置的從動齒輪16，從動齒輪16固定于豎直轉(zhuǎn)軸17上，轉(zhuǎn)軸17上端固定從動臺形齒輪18，從動齒輪16、從動臺形齒輪18與轉(zhuǎn)軸17同步轉(zhuǎn)動，從動臺形齒輪18與右側(cè)豎直放置的主動齒輪21前位嚙合，主動齒輪21轉(zhuǎn)軸中央安裝飛輪19，飛輪19由發(fā)動機(jī)I驅(qū)動作順時針方向轉(zhuǎn)動；外軸承11上端外側(cè)為齒輪，外軸承11上端外側(cè)齒輪嚙合左側(cè)水平放置的從動齒輪10，從動齒輪10固定于豎直轉(zhuǎn)軸9上，轉(zhuǎn)軸9上端固定從動臺型齒輪7，從動齒輪10、從動臺形齒輪7及轉(zhuǎn)軸9同步轉(zhuǎn)動，從動臺形齒輪7與左側(cè)豎直放置的主動齒輪5后位嚙合，主動齒輪5轉(zhuǎn)軸中央安裝飛輪6，飛輪6由發(fā)動機(jī)II驅(qū)動作逆時針方向轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)軸9的軸承和轉(zhuǎn)軸17的軸承均固定于橫桿8上,橫桿8固定于豎直軸13上,橫桿8和豎直軸13共同支撐機(jī)艙底板2 ;內(nèi)軸承14上端外側(cè)齒輪和外軸承11上端外側(cè)齒輪半徑及齒數(shù)相等，主動齒輪21和主動齒輪5的半徑及齒數(shù)分別相等，從動齒輪16和從動齒輪10的半徑及齒數(shù)分別相等，從動臺形齒輪18和從動臺形齒輪7形狀及齒數(shù)分別相同。上位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu):上位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)中的球面?zhèn)鲃用?0的構(gòu)造是:球面?zhèn)鲃用?0的上面部分為球環(huán)面，球環(huán)面的半徑等于飛行器的球形半徑，球環(huán)面下端圓周連接一個半徑小于飛行器球形半徑的球缺面網(wǎng)，球缺面網(wǎng)便于發(fā)動機(jī)吸氣和排氣，球缺面網(wǎng)的下端圓周固定于外軸承11下端圓周上，球面?zhèn)鲃用?0上端圓周固定上位螺旋槳槳葉3，上位螺旋槳槳葉3在球面?zhèn)鲃用?0的驅(qū)動下作順時針方向旋轉(zhuǎn)；下位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu):下位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)中的球面?zhèn)鲃用?5的構(gòu)造是:球面?zhèn)鲃用?5為球缺面，球缺面半徑等于飛行器的球形半徑，球缺面上端圓周半徑與上位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)中球面?zhèn)鲃用娴那颦h(huán)面下端圓周半徑相等，球面?zhèn)鲃用?5下端圓周固定于內(nèi)軸承14下端圓周上，球面?zhèn)鲃用?5上端圓周固定下位螺旋槳槳葉4,下位螺旋槳槳葉4在球面?zhèn)鲃用?5的驅(qū)動下作逆時針方向旋轉(zhuǎn)。上位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)與下位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量相等，發(fā)動機(jī)I和發(fā)動機(jī)II型號相同。共軸反槳球形飛行器F-1型的機(jī)艙底板2固定于橫桿8和豎直軸13上，機(jī)艙底板2上方安裝半球形機(jī)艙蓋，機(jī)艙設(shè)置在槳盤中央位置。
【權(quán)利要求】
1.一種共軸反槳球形飛行器F-1型傳動系統(tǒng)，如圖(I)、(2)所示，主要包括轉(zhuǎn)軸、齒輪、飛輪、起落架、發(fā)動機(jī)、螺旋槳、機(jī)艙；其特征在于共軸反槳、雙發(fā)動機(jī)配置、對稱傳動機(jī)構(gòu)、槳盤中央設(shè)置球形機(jī)艙；所述的對稱傳動機(jī)構(gòu)是:豎直軸13安裝于起落架12上，在豎直軸13上安裝內(nèi)軸承14，內(nèi)軸承14中間位置安裝外軸承11 ;內(nèi)軸承14上端外側(cè)齒輪嚙合齒輪16，齒輪16的轉(zhuǎn)軸17上端安裝齒輪18，齒輪16、齒輪18及轉(zhuǎn)軸17同步轉(zhuǎn)動，齒輪18與齒輪21嚙合，齒輪21轉(zhuǎn)軸中央安裝飛輪19，飛輪19由發(fā)動機(jī)I驅(qū)動；外軸承11外側(cè)齒輪嚙合齒輪10，齒輪10的轉(zhuǎn)軸9上端安裝齒輪7，齒輪10、齒輪7及轉(zhuǎn)軸9同步轉(zhuǎn)動，齒輪7與齒輪5嚙合，齒輪5轉(zhuǎn)軸中央安裝飛輪6，飛輪6由發(fā)動機(jī)II驅(qū)動；轉(zhuǎn)軸9的軸承和轉(zhuǎn)軸17的軸承固定于橫桿8上,橫桿8固定于豎直軸13上；上位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu):球面?zhèn)鲃用?0下端圓周固定于外軸承11下端圓周上，球面?zhèn)鲃用?0上端圓周上固定上位螺旋槳槳葉3 ；下位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu):球面?zhèn)鲃用?5下端圓周固定于內(nèi)軸承14下端圓周上，球面?zhèn)鲃用?5上端圓周固定下位螺旋槳槳葉4，機(jī)艙底板2固定于橫桿8和豎直軸13上，機(jī)艙蓋為半球形并且鉸鏈I固定在機(jī)艙底板2上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共軸反槳球形飛行器F-1型傳動系統(tǒng)，其特征在于所述的上位螺旋槳機(jī)構(gòu)中的球面?zhèn)鲃用?0上面部分為球環(huán)面，球環(huán)面半徑等于飛行器球形半徑，球環(huán)面下端圓周連接一個半徑小于飛行器球形半徑的球缺面網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共軸反槳球形飛行器F-1型傳動系統(tǒng)，其特征在于所述的下位螺旋槳機(jī)構(gòu)中的球面?zhèn)鲃用?5為球缺面，球缺面半徑等于飛行器的球形半徑，球缺面上端圓周半徑與上位螺旋槳機(jī)構(gòu)中球面?zhèn)鲃用娴那颦h(huán)面下端圓周半徑相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共軸反槳球形飛行器F-1型傳動系統(tǒng)，其特征在于所述的對稱傳動機(jī)構(gòu)的內(nèi)軸承14上端外側(cè)齒輪和外軸承11上端外側(cè)齒輪的半徑及齒數(shù)分別相等，齒輪21和齒輪5半徑及齒數(shù)分別相等,齒輪16和齒輪10半徑及齒數(shù)分別相等,齒輪18和齒輪7形狀和齒數(shù)分別相同，發(fā)動機(jī)I和發(fā)動機(jī)II型號相同，上位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)與下位螺旋槳傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量相等。
【文檔編號】B64C27/08GK104229132SQ201310231350
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】倪明旺 申請人:倪明旺