CN117255758A - 直升机飞行支撑装置 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种用于紧急情况的直升机飞行支撑装置。直升机飞行支撑装置包括马达，该马达引起螺纹轴转动，该螺纹轴与直升机的底侧联接。这使得外支撑装置和内支撑装置展开，直到它们形成类似机翼的构造。机翼的内部包括用于张紧机翼的多个支撑缆绳。直升机飞行支撑装置还包括安装在机翼的末端上的上下支撑缆绳，以提供水平稳定性。

Description

直升机飞行支撑装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2022年3月1日提交的序列号为17/683,877的美国专利申请和2021年3月24日提交的序列号为63/165,541的美国临时申请的优先权，该美国专利申请和美国临时申请的全文通过参考整体并入本文中。

技术领域

本发明公开了一种直升机飞行支撑装置，用于允许直升机在旋翼发生故障的情况下安全着陆。

背景技术

在日常使用中，直升机的飞行高度通常比飞机低得多。因此，由于高度降低，任何旋翼故障都会在紧急迫降中很快进行着陆。大多数安全或逃生系统的尝试都集中在从直升机的顶部展开降落伞，或用胶囊或弹射座椅将飞行员/乘客弹射出去。但是，这两种逃生系统都无法控制下降，只能依靠降落伞来展开，而降落伞需要在数百英尺高的地方才能成功展开并减缓像直升机这样大型物体的速度。因此，需要一种在旋翼故障时可以安全展开的直升机飞行支撑装置，以延长下降时间，从而减慢直升机的速度，同时允许对下降过程进行一定的控制。

发明内容

本文公开了一种用于紧急情况的直升机飞行支撑装置。直升机飞行支撑装置包括马达，该马达引起螺纹轴转动，该螺纹轴与直升机的底侧联接。这使得外支撑装置和内支撑装置展开，直到它们形成类似机翼的构造。机翼的内部包括用于张紧机翼的多个支撑缆绳。直升机飞行支撑装置还包括安装在机翼的末端上的上下支撑缆绳，以提供水平稳定性。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的直升机飞行支撑装置的透视图。

图2示出了覆盖件被移除了的直升机飞行支撑装置的透视图。

图3示出了处于未展开构造下的直升机飞行支撑装置的仰视图。

图4示出了直升机飞行支撑装置的侧视图，其示出了马达和螺纹轴之间的联接。

图5示出了展开支撑装置的透视图。

图6示出了直升机飞行支撑装置的后部部段的侧视图。

图7示出了部分展开的直升机飞行支撑装置的仰视图。

图8示出了进一步展开的直升机飞行支撑装置的仰视图。

图9示出了完全展开的直升机飞行支撑装置的仰视图。

图10示出了完全展开的直升机飞行支撑装置的前透视图。

图11示出了枢轴接头的增强视图，其示出了外支撑装置和内支撑装置之间的联接。

图12示出了枢轴接头的增强视图，其示出了具有覆盖件的外支撑装置与内支撑装置之间的联接。

图13和14示出了允许螺纹轴自由旋转的滚珠轴承支撑装置的透视图。

具体实施方式

图1示出了安装到直升机102的底侧的直升机飞行支撑装置100的透视图。直升机飞行支撑装置100的第一端104联接到着陆滑板110之间的乘客舱106或驾驶舱108的底侧。确切的联接位置由直升机102的要求(如几何形状、重量)来确定。直升机飞行支撑装置100的第二端112联接到尾部114或方向舵116的底侧。第二端112的确切联接位置也由直升机102的要求或形状/设计来确定。

直升机飞行支撑装置100在图1中示出为收起状态，其大部分部件被覆盖件120遮挡，该覆盖件在闭合状态下形成将直升机飞行支撑装置100的大部分部件包围起来的外壳。如稍后所述，覆盖件120优选地由两个C形横截面部件形成，这两个部件相互匹配形成围绕直升机飞行支撑装置100的圆柱体或椭圆柱体。覆盖件120的第一半部优选地通过唇缘与覆盖件120的第二半部匹配，使得这两个半部在闭合时能够沿其长度叠置。覆盖件120保护直升机飞行支撑装置100的许多机械零件免受恶劣天气的影响，并有助于将直升机飞行支撑装置100保持在收起状态。覆盖件120还能像在飞机中一样提供升力。覆盖件120的横截面从直升机飞行支撑装置100的前部向直升机飞行支撑装置100的后部减小。

图2示出了覆盖件120被移除的直升机飞行支撑装置100的透视图，图3示出了直升机飞行支撑装置100的仰视图。直升机飞行支撑装置100一般包括前安装支架202、马达204、外支撑装置206、内支撑装置208、织物210、后安装支架212、螺纹轴214、展开支撑装置216、联接齿轮218和稳定支撑装置220。图1-3中未示出的直升机飞行支撑装置100的其它特征将在后续附图中示出。

外支撑装置206的第一端可枢转地联接到前安装支架202，外支撑装置206的第二端可枢转地联接到内支撑装置208的第一端。内支撑装置206的第二端联接到展开支撑装置216的机翼支架414。图11和图12示出了示例性的枢轴接头，其示出了外支撑装置206与内支撑装置208的联接。在本实施例中，在支撑装置之间插入了销122，以实现枢转。对于本领域的普通技术人员来说明显的是，可以使用任何类型的允许进行枢转的接头。图12进一步示出了如前所述的安装在外支撑装置206上以提供升力的覆盖件120。

织物210联接到外支撑装置206和内支撑装置208，以便在直升机飞行支撑装置100完全展开时形成机翼结构，如稍后所示。优选地，织物210布置成两层，上层和下层。外支撑装置206和内支撑装置208优选地由诸如铝或碳纤维的轻质耐用材料制成。

图4示出了马达204和螺纹轴214之间的联接的侧视图。马达204和护套118联接到直升机102的底侧和/或前安装支架202。马达204从内部电池获取动力或者直接从直升机102的动力系统获取动力。马达204带动第一联接齿轮218转动，该第一联接齿轮的齿与联接到螺纹轴214的端部的第二联接齿轮匹配。螺纹轴214的第一端不包括螺纹，使得螺纹轴214可以在安装到护套118上的滚珠轴承支撑装置402内自由旋转(图13)。在直升机飞行支撑装置100的收起状态下，展开支撑装置216位于第一端104处。两个上支撑缆绳404在第一附接点408处联接到展开支撑装置216，两个下支撑缆绳406在第二附接点410处联接到展开支撑装置216。上支撑缆绳404的另一端和下支撑缆绳406的另一端联接到直升机飞行支撑装置100的机翼的边缘(图10)。

图5示出了展开支撑装置216的优选实施例的透视图。展开支撑装置216优选地是长方形或正方形的形状，包括与螺纹轴214上的螺纹相匹配的螺纹开口412。如稍后将要讨论的，马达204带动螺纹轴214旋转，引起展开支撑装置216沿着螺纹轴214移动。机翼支架414在护套118下方从展开支撑装置216的底部延伸，优选地具有T形形状。机翼支架414的每一侧都通过类似于图11所示的联接方式可枢转地联接到单个外支撑装置206。

展开支撑装置216的左右两侧可以包括与护套118中的对应凹槽相匹配的一个或多个线性突起422。这有助于确保展开支撑装置216不会旋转，而只是沿着螺纹轴214的长度线性移动。

图6是示出了第二端112和直升机102之间的联接的侧视图。护套118的后部和/或后滚珠轴承支撑装置416联接到尾部114或方向舵116。确切的联接位置由直升机102的几何形状决定。螺纹轴214的端部不包括螺纹，因此可以在后滚珠轴承支撑装置416内自由旋转(图14)。当滚珠轴承支撑装置416的本体固定到直升机102上时，螺纹轴214可以在滚珠轴承开口内自由旋转。此外，如图7所示，所有支撑缆绳702的端部都联接到滚珠轴承支撑装置416。

上支撑缆绳406沿着护套118的长度布线，并越过上滑轮418从后部离开而进入第一稳定支撑装置220。下支撑缆绳406沿着护套118的长度布线，并越过下滑轮420从后部离开而进入第二稳定支撑装置220。稳定支撑装置220是刚性管，其通过与直升机102的联接而保持在竖直位置。上支撑缆绳404和下支撑缆绳406在直升机飞行支撑装置100的展开过程中均保持张紧。

将参考图7-9描述直升机飞行支撑装置100的展开。为清晰起见，在这些视图中未示出上支撑缆绳404和下支撑缆绳406。在检测到紧急情况时或者通过直升机102的飞行员，马达204开始转动螺纹轴214，使展开支撑装置216沿着螺纹轴214移动。如图7所示，内支撑装置208围绕展开支撑装置216的枢转会引起外支撑装置206围绕前安装支架202向外枢转。

图7-9示出了直升机飞行支撑装置100的另一个特征。优选地，直升机飞行支撑装置100包括上层织物210和下层织物210。织物210优选地是尼龙降落伞织物，例如特丽纶(Terlyene)。两层织物之间夹置有多个支撑缆绳702。每个支撑缆绳702的第一端都联接到外支撑装置206，并通过内支撑装置208的开口离开。所有支撑缆绳702的第二端都在附接点处联接到滚珠轴承支撑装置416(图14)。上层和下层织物优选地在支撑缆绳702周围的位置处缝合在一起，以形成用于支撑缆绳702的内部通道。当直升机飞行支撑装置100展开时，支撑缆绳702有助于保持直升机飞行支撑装置的刚性，当直升机飞行支撑装置100收起时，支撑缆绳702有助于使织物210折叠。对于本领域的普通技术人员来说明显的是，支撑缆绳702的数量和位置可以根据直升机飞行支撑装置100的要求而变化。

图8示出了直升机飞行支撑装置100几乎完全展开。织物210几乎完全张紧，并且开始形成机翼形状。图9示出了完全展开的直升机飞行支撑装置100。此时，内支撑装置208相互对齐，直升机飞行支撑装置100具有三角形/机翼形状。此时，支撑缆绳702全部平行，并与内支撑装置208垂直。

图10示出了直升机飞行支撑装置100处于其最终展开状态。此时，展开支撑装置216已经移动到螺纹轴214的后方，并且马达204停止转动，以将直升机飞行支撑装置锁定在该状态。织物210完全张紧成所描述的机翼形状。此时，所有支撑缆绳702都是平行的，有助于为直升机飞行支撑装置100提供刚度。从该视图中可以看到上支撑缆绳404和下支撑缆绳406的完整布线。上支撑缆绳404的第一端联接到展开支撑装置216，延伸越过上滑轮418，穿过稳定支撑装置220，越过第二上滑轮424，并且联接到外支撑装置206和内支撑装置208之间的连接点(即机翼的边缘)。同样，下支撑缆绳406的第一端联接到展开支撑装置216，延伸越过下滑轮418，穿过稳定支撑装置220，越过第二下滑轮426，并且联接到外支撑装置206和内支撑装置208之间的连接点(即机翼的边缘)。由于上支撑缆绳404和下支撑缆绳406处于张紧状态，因此它们有助于在展开状态下为直升机飞行支撑装置100提供进一步的稳定性。

如图11所示，当直升机飞行支撑装置100展开时，其在直升机102下方提供了大量的表面区域。由于织物210的顶部与直升机102的底侧之间存在间隙，因此直升机飞行支撑装置100的作用类似于滑翔机，允许直升机102滑翔，并具有更长、更慢的下降。飞行员还可以使用方向舵116或旋翼来一定程度上控制直升机102的下降。

由于直升机飞行支撑装置100主要是为紧急情况下使用而配置的，因此可能在工作状态下无法在着陆时幸免于难。但是，如果直升机飞行支撑装置100在着陆后保持完好，则可以重复使用直升机飞行支撑装置100。只需将展开支撑装置216移回到其初始位置，就能逆转图7-9中所示的过程。直升机飞行支撑装置100折叠后，技术人员或飞行员可将织物210收拢并重新放入覆盖件120中。

Claims (16)

1.一种用于直升机的直升机飞行支撑装置，其包括：

第一外支撑装置，所述第一外支撑装置具有第一端，所述第一端在直升机的前部附近可枢转地联接到直升机的底部；

第二外支撑装置，所述第二外支撑装置具有第二端，所述第二端与所述第一外支撑装置相对地、可枢转地联接到直升机的底部；

可旋转轴，所述可旋转轴具有螺纹部分，所述螺纹部分在所述第一外支撑装置和所述第二外支撑装置之间联接到直升机；

马达，所述马达用于使所述螺纹轴旋转；

展开支撑装置，所述展开支撑装置具有螺纹开口，所述螺纹开口被配置为与所述可旋转轴的螺纹部分匹配；

第一内支撑装置，所述第一内支撑装置具有第三端，所述第三端在第一枢轴接头处可枢转地联接到所述外支撑装置的第四端；

第二内支撑装置，所述第二内支撑装置具有第五端，所述第五端在第二枢轴接头处可枢转地联接到所述第一外支撑装置的第六端，

其中所述第一内支撑装置的第七端可枢转地联接到所述展开支撑装置，并且

其中所述第二内支撑装置的第八端可枢转地联接到所述展开支撑装置；以及

第一层织物和第二层织物，所述第一层织物和第二层织物具有与所述第一外支撑装置、所述第二外支撑装置、所述第一内支撑装置和所述第二内支撑装置联接的机翼形状；

其中所述可旋转轴通过所述马达沿第一方向的旋转引起所述展开支撑装置沿着所述螺纹部段朝向直升机的后部移动，以展开所述直升机飞行支撑装置。

2.根据权利要求1所述的直升机飞行支撑装置，其还包括：

多个支撑缆绳，所述支撑缆绳的第一端联接到所述第一外支撑装置的内边缘，所述支撑缆绳的第二端联接到附接点，所述附接点在所述可旋转轴附近安装在直升机的后部，

其中所述多个支撑缆绳在与所述附接点连接之前从所述第一内支撑装置中的开口离开。

3.根据权利要求2所述的直升机飞行支撑装置，其中所述多个支撑缆绳夹置在所述第一层织物和所述第二层织物之间。

4.根据权利要求1所述的直升机飞行支撑装置，其还包括：

第一覆盖件，所述第一覆盖件具有半椭圆形形状，联接到所述第一支撑装置的外边缘；以及

第二覆盖件，所述第二覆盖件具有半椭圆形形状，联接到所述第一支撑装置的外边缘，

其中所述第一覆盖件具有第一边缘，当所述直升机飞行支撑装置处于未展开构造时，所述第一边缘与所述第二覆盖件的第二边缘相匹配，以形成用于所述直升机飞行支撑装置的椭圆形或圆形覆盖件。

5.根据权利要求1所述的直升机飞行支撑装置，其还包括：

护套，所述护套具有开口底部，至少覆盖所述可旋转轴的螺纹部分和所述展开支撑装置。

6.根据权利要求1所述的直升机飞行支撑装置，其还包括：

第一滚珠轴承支撑装置，所述第一滚珠轴承支撑装置在第一端处安装在直升机的底侧，以及

第二滚珠轴承支撑装置，所述第二滚珠轴承支撑装置在直升机的尾部或方向舵附近安装在直升机上，

其中所述可旋转轴的第一端在所述第一滚珠轴承支撑装置内自由旋转，并且

其中所述可旋转轴的第二端在所述第二滚珠轴承支撑装置内自由旋转。

7.根据权利要求1所述的直升机飞行支撑装置，其还包括：

上稳定支撑装置，所述上稳定支撑装置具有圆柱形形状，以竖直构造联接到直升机的后部；

下稳定支撑装置，所述下稳定支撑装置具有圆柱形形状，以竖直构造联接到直升机的后部；

第一组上支撑缆绳；以及

第一组下支撑缆绳，

其中所述上支撑缆绳的第一端联接到所述展开支撑装置，所述上支撑缆绳的第二端联接到所述第一枢轴接头和所述第二枢轴接头，并且

其中所述上支撑缆绳延伸穿过所述上稳定支撑装置，

其中所述下支撑缆绳的第一端联接到所述展开支撑装置，所述下支撑缆绳的第二端联接到所述第一枢轴接头和所述第二枢轴接头，并且

其中所述下支撑缆绳延伸穿过所述下稳定支撑装置。

8.根据权利要求1所述的直升机飞行支撑装置，

其中第一织物是尼龙降落伞织物，并且

其中第二织物是尼龙降落伞织物。

9.根据权利要求1所述的直升机飞行支撑装置，其还包括：

多个支撑缆绳，所述支撑缆绳的第一端联接到所述第一外支撑装置的内边缘，所述支撑缆绳的第二端联接到附接点，所述附接点在所述可旋转轴附近安装在直升机的后部，

其中所述多个支撑缆绳在与所述附接点连接之前从所述第一内支撑装置中的等距地间隔开的开口离开。

10.根据权利要求9所述的直升机飞行支撑装置，其中当所述直升机飞行支撑装置处于展开构造时，夹置在所述第一织物和所述第二织物之间的所述多个支撑缆绳的一部分是大致平行的。

11.根据权利要求9所述的直升机飞行支撑装置，

其中所述第一织物和所述第二织物在所述多个支撑缆绳的每个缆绳附近相互连接，以形成用于每个缆绳的通道。

12.根据权利要求1所述的直升机飞行支撑装置，其中所述第一外支撑装置和所述第二外支撑装置由铝或碳纤维形成。

13.根据权利要求1所述的直升机飞行支撑装置，其中所述第一外支撑装置和所述第二外支撑装置具有相同的长度。

14.根据权利要求13所述的直升机飞行支撑装置，其中所述第一内支撑装置和所述第二内支撑装置具有相同的长度。

15.根据权利要求14所述的直升机飞行支撑装置，其中所述第一外支撑装置的长度大于所述第一内支撑装置的长度。

16.根据权利要求1所述的直升机飞行支撑装置，其中所述直升机飞行支撑装置在展开后形成具有大致三角形构造的机翼。