CN106143885A - 单旋翼高速直升机 - Google Patents
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Abstract
本发明根据单旋翼直升机的特点提出了一种新的平衡不对称升力的结构设计，可以有效地避开这种直升机前飞时旋翼升力不平衡制约飞行速度的弊端，能让单旋翼直升机在保持特点的情况下实现速度的较大提升。本发明将旋翼头设计成可以向一侧倾斜的结构，再结合通过机上重物的横向移动等措施，让机体重心相对于旋翼能根据飞行速度的不断增加而持续地向前行桨叶一侧调整，从而实现与单旋翼前飞不对称升力的动态重合，进而实现既能高速飞行，同时又能避开共轴旋翼方案结构重量大、结构复杂的弊端，其综合性能将轻易超过共轴旋翼高速直升机。
Description
本发明涉及到一种单旋翼高速直升机设计方案，属于航空技术领域。
直升机在前飞时由于前行桨叶与后行桨叶有前行速度及后行速度之分，会在旋翼上产生不对称升力，为了克服这种不对称升力，现有的直升机通常是采用增加后行桨叶的迎角及减少前行桨叶的迎角来平衡，这种办法随着飞行速度的增加很快就失去作用，因此直升机的最大飞行速度不会超过300公里/小时。为了提高直升机的高速性能，出现了共轴刚性旋翼结构加推进螺桨的高速直升机，这种结构可以有效地提高飞行速度，只是共轴刚性旋翼会极大增加机体结构重量，加高的旋翼轴采用更多的旋翼叶片，也使得飞行阻力大增，气动效率下降。
本发明根据目前单旋翼直升机的特点提出了一种新的平衡不对称升力的结构设计，可以有效地避开这种直升机的前飞升力不平衡制约速度的弊端，能让单旋翼直升机在保持特点的情况下实现速度的较大提升。
本发明是这样实现设计目的的；将旋翼主轴设计成可以向一侧倾斜的结构、整个减速器/旋翼主轴通过纵向轴安装到机身上、再结合通过机上重物的移动等措施，让机体重心可根据速度的增加而持续地向前行桨叶一侧调整，实现与单旋翼前飞不对称升力的动态重合，进而做到单旋翼直升够机也能在采用了刚性旋翼后实现高速飞行。
与目前的共轴双旋翼方案相比，单旋翼方案可以在充分发挥其优势的情况下实现高速飞行，同时又能避开共轴旋翼方案结构重量大、结构复杂的弊端。由于单旋翼可以用相对较少的旋翼叶片实现较高的飞行稳定性及减少一层桨叶及桨彀的气动阻力，在燃料消耗上也具有很大优势，其综合性能将轻易超过美国的共轴旋翼直升机。
附图为单旋翼高速直升机的一种主要结构形式。
参照附图；单旋翼高速直升机的旋翼桨彀1通过旋翼主轴上的万向节2安装在旋翼主轴上，倾斜盘3控制桨彀倾斜度，通过改变桨彀的左右前后倾斜度产生常规直升机的倾斜分力作用，并在需要时利用这个倾斜分力对抗前行桨叶的不对称升力。安装有旋翼主轴的减速器4则通过前后空心轴承5安装在机身横隔框6和7上，这样在飞行时控制减速器的左右摆动就可改变旋翼升力方向，从而让整个机身相对于旋翼产生重心位移，可对抗前行桨叶的一部分不对称升力，为此减速器/旋翼主轴与机身之间高置有作动装置(未画出)。发动机8的动力通过传动轴9及穿过减速器前轴承轴心的传动轴10进入减速器。为了能具有更多的应对前行桨叶不对称力的能力，旋翼主轴/减速器的安装位置可适当向后行桨叶一侧机身偏置，并且将这一侧机身处的起落架11更多地向外侧伸出，在机轮处设置电池12一类的重物，整个起落架收起转动角度达到120度以上，这样在起飞时机体重心正好处于旋翼升力线上，随着飞行速度的增加，起落架收起过程中就能让这个重物有一个较大的横向移动，可使机身重心发生变化，产生一部分对抗前行桨叶不对称升力的平衡力矩，另外两个起落架收起的方向也以可以产生对抗力矩为目的。为达到高速飞行时的对抗平衡，机体内油箱分为左右两部分，通过燃料流动可以设置左右重心调整系统。尾部抗扭/推进桨13及垂尾14设置在机尾短舱结构15上，该结构在低速飞行及悬停时能朝后行桨叶一侧偏转九十度，这样在起飞及小速度飞行时就可以依靠推进桨产生抗扭力，并在速度不断增加的情况下不断地减少偏转角度，到高速飞行时尾舱结构就基本上与机体纵轴平等，螺桨推力可以全部用来推进机体。尾舱结构在偏转过程中也能对重心调整起到作用。还可在机身后行桨叶一侧设置一个机翼16，在高速时可以产生足够的平衡另一侧前行桨叶的升力，。在具体设计时可根据机型、起飞重量等因素确定，例如尾桨可以采用推进与抗扭分开的设计、或者采用两侧设置推进装置的设计。
在实际设计中可以在机翼下表面设置重物滑行轨道槽，一直延伸到机身内，在起飞及低速时调整机体重心的物体可以暴露在机体外，在飞行中依照速度的增加而不断地横向移动到机体内，这样可最大限度增加这类配重物体的改变重心位置的功能，同时又不至于在机体内占产生冗余空间。旋翼桨叶特意为高速飞行采取根部弦长宽大的设计17，这样在高速飞行时可让前行桨叶上的升力尽早向重心靠近。另外还可考虑重物的的纵向移动，这样可以彻底简化旋翼结构。
Claims (4)
1.一种单旋翼高速直升机设计方案，其特征是旋翼主轴/减速器通过纵向轴套安装在机体上，减速器壳体与机身之间有角度控制系统，起落架或机翼或机身内有重物横向向移动滑轨，尾桨安装段可以向后行桨叶一侧转动一定角度。
2.按权利要求1规定的单旋翼高速直升机方案，其特征是发动机传动轴穿过纵向轴套进入减速器。
3.按权利要求1规定的单旋翼高速直升机方案，其特征是桨叶后行一侧机身安装有高速飞行时平衡用机翼。
4.按权利要求1规定的单旋翼高速直升机方案，其特征是旋翼桨叶特意为高速飞行采取根部弦长宽大的设计。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510152040.2A CN106143885A (zh) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | 单旋翼高速直升机 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510152040.2A CN106143885A (zh) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | 单旋翼高速直升机 |
Publications (1)
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| CN106143885A true CN106143885A (zh) | 2016-11-23 |
Family
ID=57337335
Family Applications (1)
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| CN201510152040.2A Pending CN106143885A (zh) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | 单旋翼高速直升机 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN106143885A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109421921A (zh) * | 2017-08-24 | 2019-03-05 | 臧晓今 | 一种倾斜旋翼飞行器主动介入控制重心的方法 |
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2015
- 2015-03-24 CN CN201510152040.2A patent/CN106143885A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109421921A (zh) * | 2017-08-24 | 2019-03-05 | 臧晓今 | 一种倾斜旋翼飞行器主动介入控制重心的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161123 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |