CN113335513A - 一种矢量共轴双旋翼直升飞机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矢量共轴双旋翼直升飞机，主要解决现有固定翼飞机需要机场跑道，普通直升飞机的旋翼裸露安全性不高、驾驶难度高的问题，包括机舱，所述机舱的上方安装有一级连接架，所述一级连接架上安装有一级舵机和二级舵机，所述一级连接架上部活动连接万向连接架，所述万向连接架的上方活动连接有二级连接架，所述二级连接架的上方安装有旋翼机架和顶部连接管，所述一级连接架和二级连接架通过第一连接管和第二连接管连接，所述旋翼机架上上下串联安装有两台无刷直流电机。本发明本发明结构简单、刚性强、操控简便、可靠性高、维护强度降低，维护费用低。

Description

一种矢量共轴双旋翼直升飞机
技术领域
本发明涉及飞机领域，尤其是涉及一种利用蓄电池或燃油发电机组为动力，驱动共轴双旋翼工作，能垂直升降或载人的矢量共轴双旋翼直升飞机。
背景技术
随着国家把通用航空确定为支柱产业，人们对飞机的关注度越来越高。固定翼飞机需要机场跑道，普通直升飞机的旋翼裸露安全性不高，驾驶难度高。这些飞机的维护费用又太高，都极大地限制了通用航空业的发展。
发明内容
本发明主要是解决现有固定翼飞机需要机场跑道，普通直升飞机的旋翼裸露安全性不高、驾驶难度高的问题，提供了一种能垂直升降、操控方便、维护简单、结构简单紧凑、高安全性、造价低的矢量共轴双旋翼直升飞机。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种矢量共轴双旋翼直升飞机，包括机舱，所述机舱的上方安装有一级连接架，所述一级连接架上安装有一级舵机和二级舵机，所述一级连接架上部活动连接万向连接架，所述万向连接架的上方活动连接有二级连接架，所述二级连接架的上方安装有旋翼机架和顶部连接管，所述一级连接架和二级连接架通过第一连接管和第二连接管连接，所述旋翼机架上上下串联安装有两台无刷直流电机，所述无刷直流电机包括上电机定子、上电机转子、下电机定子和下电机转子，所述下电机转子固定连接有下旋翼，所述下旋翼外围沿圆周均匀分布安装若干下旋翼叶片，所述上电机转子固定连接有上旋翼，上旋翼外围沿圆周均匀分布安装若干上旋翼叶片。
本本发明一种矢量共轴双旋翼直升飞机，当一级舵机和二级舵机通过连杆推动旋翼机架处于水平位置，电控制器给上电机和下电机通电，上旋翼和下旋翼做反方向转动，产生向上的升力，使飞机垂直向上飞行。上下两个旋翼做反方向等速转动，空气产生的反扭矩相互抵消。当改变其中一个旋翼的转速，飞机即能转向。如果升力和飞机总重量相等，则飞机处于悬停状态。当两个舵机推动旋翼机架，使之与水平面形成某个夹角，两个旋翼上的叶片受到的升力同样与水平面形成相同的夹角。升力会在水平方向产生一个矢量分力，这个分力推动飞机做水平方向的飞行运动。飞机起飞后，起落架收起来，紧贴机腹，以减小风阻。当要降落时，起落架打开。顶部的降落伞在电路中断、控制线路故障等紧急状态下会自动打开，以减缓飞机的下坠速度。。
作为一种优选方案，所述机舱为半球形。
作为一种优选方案，还包括降落伞舱，所述降落伞舱固定安装在顶部连接管上方。
作为一种优选方案，所述降落伞舱内置有降落伞。
作为一种优选方案，还包括设置于旋翼叶片外围的保护罩，所述保护罩与机舱固定连接，保护罩和叶片之间有足够的安全距离，使叶片随旋翼机架摆动时，不会碰撞到保护罩。
作为一种优选方案，还包括电源，所述电源设置于机舱内部下方，所述电源通过控制器与上电机及下电机电连接。
作为一种优选方案，所述电源是蓄电池或燃油发电机组。
作为一种优选方案，还包括起落架机构，所述起落架机构固定安装于机舱底部。
因此，本发明的优点是：本发明结构简单、刚性强、操控简便、可靠性高、维护强度降低，维护费用低。如用电池作为电源，则能减少对环境的污染。垂直升降的方式大大降低了对机场的要求。旋翼处在保护罩之内，杜绝了旋翼碰撞折断等事故发生。可以安装较多的叶片，叶片长度不需要太长，一方面提高了叶片的总面积，另一方面降低了对叶片强度的严苟要求。旋翼机架和机舱可以做任意角度的摆动，因为机舱的重心永远垂直向下，旋翼机架自然与水平面形成夹角，叶片产生的升力形成矢量投影，飞机受到水平方向的推力，使飞机前后左右飞行。
附图说明
附图1是本发明实的整体结构示意图。
1-保护罩2-下电机转子3-下电机定子4-降落伞舱5-顶部连接管6-旋翼机架7-上电机定子8-上电机转子9-上旋翼10-上旋翼片11-下旋翼片12-下旋翼13-二级连接架14-第一连接管15-二级舵机16-一级连接架17-机舱18-起落架机构19-电源20-一级舵机21-第二连接管22-万向连接架。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例一：
本实施例一种矢量共轴双旋翼直升飞机，包括半球形机舱17，所述机舱的上方安装有一级连接架16，所述一级连接架上安装有一级舵机20和二级舵机15，所述一级连接架上部活动连接万向连接架22，所述万向连接架的上方活动连接有二级连接架，所述二级连接架的上方安装有旋翼机架6和顶部连接管5，所述一级连接架和二级连接架13通过第一连接管14和第二连接管21连接，所述旋翼机架上上下串联安装有两台无刷直流电机，所述无刷直流电机包括上电机定子7、上电机转子8、下电机定子3和下电机转子2，所述下电机转子固定连接有下旋翼12，所述下旋翼外围沿圆周均匀分布安装若干下旋翼叶片11，所述上电机转子固定连接有上旋翼9，上旋翼外围沿圆周均匀分布安装若干上旋翼叶片10。
本本发明一种矢量共轴双旋翼直升飞机，当一级舵机和二级舵机通过连杆推动旋翼机架处于水平位置，电控制器给上电机和下电机通电，上旋翼和下旋翼做反方向转动，产生向上的升力，使飞机垂直向上飞行。上下两个旋翼做反方向等速转动，空气产生的反扭矩相互抵消。当改变其中一个旋翼的转速，飞机即能转向。如果升力和飞机总重量相等，则飞机处于悬停状态。当两个舵机推动旋翼机架，使之与水平面形成某个夹角，两个旋翼上的叶片受到的升力同样与水平面形成相同的夹角。升力会在水平方向产生一个矢量分力，这个分力推动飞机做水平方向的飞行运动。飞机起飞后，起落架收起来，紧贴机腹，以减小风阻。当要降落时，起落架打开。顶部的降落伞在电路中断、控制线路故障等紧急状态下会自动打开，以减缓飞机的下坠速度。。
该飞机还设置有降落伞舱4，所述降落伞舱固定安装在顶部连接管上方，所述降落伞舱内置有降落伞。
该飞机还包括设置于旋翼叶片外围的保护罩1，所述保护罩与机舱固定连接，保护罩和叶片之间有足够的安全距离，使叶片随旋翼机架摆动时，不会碰撞到保护罩。
该飞机还设置有电源19，所述电源设置于机舱内部下方，所述电源通过控制器与上电机及下电机电连接，所述电源是蓄电池或燃油发电机组。
该飞机还设置有起落架机构18，所述起落架机构固定安装于机舱底部。
尽管本文较多地使用了机舱、万向连接架、旋翼机架及无刷直流电机等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种矢量共轴双旋翼直升飞机，包括机舱，其特征在于所述机舱的上方安装有一级连接架，所述一级连接架上安装有一级舵机和二级舵机，所述一级连接架上部活动连接万向连接架，所述万向连接架的上方活动连接有二级连接架，所述二级连接架的上方安装有旋翼机架和顶部连接管，所述一级连接架和二级连接架通过第一连接管和第二连接管连接，所述旋翼机架上上下串联安装有两台无刷直流电机，所述无刷直流电机包括上电机定子、上电机转子、下电机定子和下电机转子，所述下电机转子固定连接有下旋翼，所述下旋翼外围沿圆周均匀分布安装若干下旋翼叶片，所述上电机转子固定连接有上旋翼，上旋翼外围沿圆周均匀分布安装若干上旋翼叶片。
2.根据权利要求1所述的一种矢量共轴双旋翼直升飞机，其特征在于所述机舱为半球形。
3.根据权利要求1所述的一种矢量共轴双旋翼直升飞机，其特征在于还包括降落伞舱，所述降落伞舱固定安装在顶部连接管上方。
4.根据权利要求3所述的一种矢量共轴双旋翼直升飞机，其特征在于所述降落伞舱内置有降落伞。
5.根据权利要求1所述的一种矢量共轴双旋翼直升飞机，其特征在于还包括设置于旋翼叶片外围的保护罩，所述保护罩与机舱固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种矢量共轴双旋翼直升飞机，其特征在于还包括电源，所述电源设置于机舱内部下方，所述电源通过控制器与上电机及下电机电连接。
7.根据权利要求6所述的一种矢量共轴双旋翼直升飞机，其特征在于所述电源是蓄电池或燃油发电机组。
8.根据权利要求1所述的一种矢量共轴双旋翼直升飞机，其特征在于还包括起落架机构，所述起落架机构固定安装于机舱底部。
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