CN109665096A - 一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机，属于高速直升机领域，本发明通过在机身左右两侧的上端部位分别连接有左机翼、右机翼；所述的左机翼端部连接有左涵道螺旋桨，所述的右机翼端部连接有右涵道螺旋桨。机身上端设置有旋翼系统，所述的旋翼系统包括机身上表面向上依次设置的上旋翼旋转轴、下旋翼旋转轴、共轴双旋翼；所述的上旋翼旋转轴上固定设置有下锥齿轮，所述的下旋翼旋转轴上固定设置有上锥齿轮；所述的下锥齿轮、上锥齿轮之间设置有主锥齿轮；本发明将涵道螺旋桨作为推力机构与共轴双旋翼结合，可以提高共轴双旋翼直升机的前飞速度，实现高速前飞。

Description

一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机
技术领域
本发明属于高速直升机领域，涉及涵道和共轴直升机技术，具体是指一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机。
背景技术
涵道的优点在于涵道对螺旋桨的桨尖起到了较好的保护作用，抑制了桨尖的涡流与回流现象。流线经过涵道唇口，吸入涵道，被吸入的空气均经过桨盘，增大了桨盘面积，提高了气动效率。同时，涵道外侧压力大于内侧压力，会产生一定的力，且该力矢量向风扇中心倾斜，水平分量由于对称分布而相互抵消，其垂直分量即为附加的涵道升力。涵道螺旋桨相比传统单独螺旋桨拥有更好的气动效能。
共轴反桨一般采用共轴反桨，就是双层桨叶共用一个传动轴，但转动方向相反，不仅平衡掉了单向转动偏转力矩，而且第一层为第二层提供了“预压缩”，第二级就有更大的“进/排气量”和“气流密度”，虽然升力达不到2倍的效果，但改善也是明显的。
现有的共轴双旋翼虽然能提升升力，但采用此构型的直升机仍然克服不了前飞速度较低的缺点，因此，设计一种双旋翼直升机能够解决现有共轴双旋翼直升机前飞速度慢的缺点一直是本领域技术人员待解决的技术问题。
发明内容
针对背景技术中所提到的目前技术所存在的难点，本发明提供一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机，以解决现有共轴双旋翼直升机前飞速度慢的缺点。本发明将涵道螺旋桨应用于共轴双旋翼直升机，大大提升了其前飞速度，实现快速飞行。
本发明是这样实现的：
一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机，包括机身，在机身左右两侧的上端部位分别连接有左机翼、右机翼；所述的左机翼端部连接有左涵道螺旋桨，所述的右机翼端部连接有右涵道螺旋桨，可以通过控制左涵道螺旋桨、右涵道螺旋桨的转速来控制，两个涵道螺旋桨转速不一样就能产生偏航力矩，从而实现偏航运动。本发明将涵道螺旋桨作为推力机构与共轴双旋翼结合，可以提高共轴双旋翼直升机的前飞速度，实现高速前飞。
机身上端设置有旋翼系统，所述的旋翼系统包括机身上表面向上依次设置的上旋翼旋转轴、下旋翼旋转轴、共轴双旋翼；所述的共轴双旋翼为自下而上依次的下旋翼、上旋翼；所述的上旋翼旋转轴上固定设置有下锥齿轮，所述的下旋翼旋转轴上固定设置有上锥齿轮；所述的下锥齿轮固定在上旋翼旋转轴上，通过下锥齿轮带动上旋翼旋转，上锥齿轮固定在下旋翼旋转轴上，通过上锥齿轮带动下旋翼旋转；所述的下锥齿轮、上锥齿轮之间设置有主锥齿轮；所述的下锥齿轮、上锥齿轮与主锥齿轮啮合旋转，通过主锥齿轮的换向作用，下锥齿轮和上锥齿轮旋向相反。
进一步，所述的机身的尾部设置有H型尾翼，H型尾翼为直升机提供偏航和俯仰力矩。
进一步，所述的机身的下端设置有起落架，所述的起落架为前三点式起落架。
进一步，所述的下旋翼、上旋翼尺寸一致。
进一步，所述的下旋翼下端设置有下倾斜器，所述的上旋翼下端设置有上倾斜器；所述的下倾斜器、上倾斜器分别控制下旋翼、上旋翼的总距变化。
进一步，所述的左涵道螺旋桨和右涵道螺旋桨与水平面垂直。左涵道螺旋桨和右涵道螺旋桨能够产生水平向前的推力，因此直升机能够拥有更高的前飞速度。
本发明与现有技术的有益效果在于：
1)本发明将涵道螺旋桨应用于共轴双旋翼直升机，大大提升了其前飞速度，实现快速飞行；此外，本发明的左涵道螺旋桨和右涵道螺旋桨与水平面垂直，产生水平向前的推力，直升机前飞时，不仅有旋翼产生的向前的推力分量，更多的还有左涵道螺旋桨和右涵道螺旋桨产生的向前的推力，因此直升机能够拥有更高的前飞速度；
2)本发明可以通过控制涵道螺旋桨实现直升机的快速偏航运动，具体的通过控制左右两个涵道螺旋桨的转速来控制，两个涵道螺旋桨转速不一样就能产生偏航力矩，从而实现偏航运动。
附图说明
图1是本发明涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机的结构示意图；
图2是本发明涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机的旋翼系统示意图；
图中，1-H型尾翼，2-左涵道螺旋桨，3-左机翼，4-起落架，5-机身，6-右机翼，7-右涵道螺旋桨，8-下旋翼，9-上旋翼，10-主锥齿轮，11-下锥齿轮，12-上旋翼旋转轴，13-上锥齿轮，14-下旋翼旋转轴，15-下倾斜器，16-上倾斜器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，图1为本发明涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机的结构示意图，
本发明的直升机包括H型尾翼1，左涵道螺旋桨2，左机翼3，起落架4，机身5，右机翼6，右涵道螺旋桨7，下旋翼8，上旋翼9。其中的左涵道螺旋桨2与左机翼3连接，左机翼3与机身5连接，右涵道螺旋桨7与右机翼6连接，右机翼6与机身5连接。起落架4为前三点式起落架。
如图2所示，图2为本发明涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机的旋翼系统示意图；所述的旋翼系统包括机身5上表面向上依次设置的上旋翼旋转轴12、下旋翼旋转轴14、共轴双旋翼；所述的共轴双旋翼为自下而上依次的下旋翼8、上旋翼9。
上旋翼旋转轴12上固定设置有下锥齿轮11，所述的下旋翼旋转轴14上固定设置有上锥齿轮13；所述的下锥齿轮11固定在上旋翼旋转轴12上，通过下锥齿轮11带动上旋翼9旋转，上锥齿轮13固定在下旋翼旋转轴14上，通过上锥齿轮13带动下旋翼8旋转；所述的下锥齿轮11、上锥齿轮13之间设置有主锥齿轮10；所述的下锥齿轮11、上锥齿轮13与主锥齿轮10啮合旋转，通过主锥齿轮10的换向作用，下锥齿轮11和上锥齿轮13旋向相反。所述的旋翼系统还包括下旋翼8下端设置的下倾斜器15以及上旋翼9下端设置的上倾斜器16，下倾斜器15，上倾斜器16分别控制下旋翼8和上旋翼9的总距变化。
本发明具体工作原理为：
左涵道螺旋桨2和右涵道螺旋桨7与水平面垂直，产生水平向前的推力，直升机前飞时，不仅有旋翼产生的向前的推力分量，更多的还有左涵道螺旋桨2和右涵道螺旋桨7产生的向前的推力，因此直升机能够拥有更高的前飞速度。
左机翼3和右机翼6不仅起到连接涵道螺旋桨的作用，在直升机前飞时，其能产生一定大小的升力，从而提升直升机的飞行性能。
通过仿真计算对本发明涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机的性能进行测试，得出如下表一的性能参数；
表一涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机的主要参数
长×宽×高 4.1×2.2×1.5m
旋翼直径 4.1m
螺旋桨直径 0.9m
最大平飞速度 420km/h
最大起飞重量 320kg
水面滑跑起飞距离 320m
航程 1000km
航时 4h
注：机宽2.2m为螺旋桨中心距离；从上述的仿真数据得出：本发明的涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机最大平飞速度达到420km/h，该仿真数据表明本发明的直升机能够拥有很高的前飞速度。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机，包括机身（5），其特征在于，所述的机身（5）左右两侧的上端部位分别连接有左机翼（3）、右机翼（6）；所述的左机翼（3）端部连接有左涵道螺旋桨（2），所述的右机翼（6）端部连接有右涵道螺旋桨（7）；所述的机身（5）上端设置有旋翼系统，所述的旋翼系统包括机身（5）上表面向上依次设置的上旋翼旋转轴（12）、下旋翼旋转轴（14）、共轴双旋翼；所述的共轴双旋翼为自下而上依次的下旋翼（8）、上旋翼（9）；所述的上旋翼旋转轴（12）上固定设置有下锥齿轮（11），所述的下旋翼旋转轴（14）上固定设置有上锥齿轮（13）；所述的下锥齿轮（11）固定在上旋翼旋转轴（12）上，通过下锥齿轮（11）带动上旋翼（9）旋转，上锥齿轮（13）固定在下旋翼旋转轴（14）上，通过上锥齿轮（13）带动下旋翼（8）旋转；所述的下锥齿轮（11）、上锥齿轮（13）之间设置有主锥齿轮（10）；所述的下锥齿轮（11）、上锥齿轮（13）与主锥齿轮（10）啮合旋转，通过主锥齿轮（10）的换向作用，下锥齿轮（11）和上锥齿轮（13）旋向相反。
2.根据权利要求1所述的一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机，其特征在于，所述的机身（5）的尾部设置有H型尾翼（1）。
3.根据权利要求1所述的一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机，其特征在于，所述的机身（5）的下端设置有起落架（4），所述的起落架（4）为前三点式起落架。
4.根据权利要求1所述的一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机，其特征在于，所述的下旋翼（8）、上旋翼（9）尺寸一致。
5.根据权利要求4所述的一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机，其特征在于，所述的下旋翼（8）下端设置有下倾斜器（15），所述的上旋翼（9）下端设置有上倾斜器（16）；所述的下倾斜器（15）、上倾斜器（16）分别控制下旋翼（8）、上旋翼（9）的总距变化。
6.根据权利要求1所述的一种涵道螺旋桨推力共轴双旋翼直升机，其特征在于，所述的左涵道螺旋桨（2）和右涵道螺旋桨（7）与水平面垂直。
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