CN206141828U - 无人自转旋翼直升飞机 - Google Patents

Abstract

无人自转旋翼直升飞机，它涉及航空器技术领域。它包含一机身外壳，机身外壳内部中间位置安装有油箱，油箱上端安装有减速箱，减速箱上端通过变距控制传动系统连接至机身外壳外部上端的变距系统，且变距系统上呈三等分式固定设置有旋翼系统；油箱的前侧设置有电子系统，减速箱通过离合器连接动力系统，动力系统的动力输出轴连接机身外壳外部后端的推进螺旋桨；机身外壳的两侧设置有机翼，机翼通过尾梁连接机身外壳后方的垂直尾翼，且垂直尾翼之间连接有水平尾翼。采用旋翼系统和动力推进系统相结合的气动布局形式、增加了系统的可靠性，减小了系统的重量、具有成本低、可靠性高、性能指标好等优点。

Description

无人自转旋翼直升飞机

技术领域

本实用新型涉及航空器技术领域，尤其是一种飞机，具体涉及一种无人自转旋翼直升飞机。

背景技术

自转旋翼机，也常被称作旋翼飞机、旋翼机或是旋翼飞行器，是一种利用前飞时的相对气流吹动旋翼自转以产生升力的旋翼航空器。虽然自转旋翼机在外形方面与直升机非常相似，但在原理和结构方面，旋翼机和直升机却有着本质的不同，而其中最大的不同就在于两种飞机看似相同的旋翼身上。

旋翼机头顶上大大的旋翼在飞行时是不和发动机传动系统相连的，旋翼的旋转完全依靠飞机前飞时相对气流的吹动和自身惯性的作用，就好像一个大大的风车，而且这个“风车”只为飞机提供飞行时所需的升力。由于自行旋转，旋翼机的旋翼传递给机身的扭矩很小，这样旋翼机也就无需直升机那样的尾桨来进行扭矩平衡。另外，大多数旋翼机不能像直升机那样进行垂直起降，而必须像固定翼飞机一样经过滑跑才能起飞。但是，旋翼机的旋翼可以在起飞时通过离合器与发动机进行短暂的连接，虽然这不足以产生足够的升力来垂直起飞，但旋翼的主动旋转却可以有效地减少飞机起飞时的滑跑距离，甚至从一座房子的屋顶就可以完成起飞。

目前的旋翼机凭借简单的构造、较短的滑跑距离、较高的安全性等备受人们的青睐，但其也存在着油耗高、重量较重、桨盘载荷高、长距降落、载重少的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用旋翼系统和动力推进系统相结合的气动布局形式、增加了系统的可靠性，减小了系统的重量、具有成本低、可靠性高、性能指标好等优点的无人自转旋翼直升飞机。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：一种无人自转旋翼直升飞机，它包含一机身外壳，机身外壳内部中间位置安装有油箱，油箱上端安装有减速箱，减速箱上端通过变距控制传动系统连接至机身外壳外部上端的变距系统，且变距系统上呈三等分式固定设置有旋翼系统；油箱的前侧设置有电子系统，减速箱通过离合器连接动力系统，动力系统的动力输出轴连接机身外壳外部后端的推进螺旋桨；机身外壳的两侧设置有机翼，机翼通过尾梁连接机身外壳后方的垂直尾翼，且垂直尾翼之间连接有水平尾翼。

作为本实用新型的进一步改进；所述的机身外壳、机翼下方均设置有起降支撑系统。

作为本实用新型的进一步改进；所述的动力系统为发动机。

作为本实用新型的进一步改进；所述的旋翼系统为自转旋翼。

作为本实用新型的进一步改进；所述的电子系统分别连接油箱和动力系统。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下有益效果：

1、在国内外首次采用旋翼系统和动力推进系统相结合的气动布局形式。通过对旋翼总距和螺旋桨桨距的控制实现在不同状态下的功率分配和转换，没有额外增加动力装置和动力转换机构，使系统简单可靠。增加了系统的可靠性，减小了系统的重量；

2、根据无人机的特点和需求，全新设计了机体结构和系统，剔除了有人机不必要的结构和设计，最大限度减少机体的零件和多余结构，提高了整机的重量效率和整机可靠性，为任务载荷和燃油提供了200公斤重量余度，为实现低的起飞重量和长航时(4—6小时)提供了物质基础；

3、实现旋翼与固定翼机翼的融合方面，具有成本低、可靠性高、性能指标好的优点。采用自转旋翼，桨盘载荷较低，诱导功率较小，可提升较大重量。功率载荷预估200kg/hp以上，可选用重量较小的小马力发动机。同时当需要快速减速进入短距降落时，可通过增加旋翼总距和减小螺旋桨桨距的方式来快速实现状态转换。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的实施例的结构示意图；

附图标记：

1—旋翼系统；2—变距系统；3—变距控制传动系统；4—机翼；5—油箱；6—电子系统；7—机身外壳；8—减速箱；9—离合器；10—起降支撑系统；11—动力系统；12—推进螺旋桨；13—尾梁；14—垂直尾翼；15—水平尾翼。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种无人自转旋翼直升飞机，它包含自转旋翼系统1、变距系统2、变距控制传动系统3、固定固定机翼4、油箱5、电子系统6、机身外壳7、减速箱8、离合器9、起降支撑系统10、动力系统11、推进螺旋桨12、尾梁13、垂直尾翼14、水平尾翼15；

机身外壳7内部中间位置通过螺栓组件安装有油箱5，油箱5上端通过螺丝固定安装有减速箱8，减速箱8上端通过变距控制传动系统3连接至机身外壳7外部上端的变距系统2，且变距系统2上通过螺丝固定设置有自转旋翼系统1，且自转旋翼系统1呈三等分式分布；油箱5的前侧设置有电子系统6，减速箱8通过离合器9连接动力系统11，电子系统6分别连接油箱5和动力系统11，动力系统11的动力输出轴连接机身外壳7外部后端的推进螺旋桨12；机身外壳7的两侧固定安装有固定机翼4，固定机翼4通过尾梁13连接机身外壳7后方的垂直尾翼14，且垂直尾翼14之间连接有水平尾翼15；机身外壳7、固定机翼4下方均设置有起降支撑系统10。

本具体实施方式的原理：综合了直升机和定翼机的一定功能。飞行器具有自转旋翼系统1、固定机翼4(短翼)和推进螺旋桨12等升力系统以及相关的操纵机构。该机具备短距起降和跃升起飞飞行能力，在中高速前飞、爬升状态下固定机翼4和推进螺旋桨12发挥作用进行飞行，因此综合了直升机旋翼在短距起降、低速下的良好气动特性和固定翼飞机在高速下的高升阻特性。

在短距起降和低速飞行中旋翼的操纵采用直升机的方式，预旋时动力系统11通过离合器9、减速箱8带动自转旋翼系统1旋转，纵横向操纵采用周期变距，升力变化采用总距操纵，发动机动力系统11对旋翼预旋的同时，还将动力通过减速箱8带动可变距的推进螺旋桨12。该螺旋桨功能是在前飞时克服全机废阻力，增加自转旋翼机的速度。在前飞状态下，随速度增加机翼逐渐产生升力，其操纵方式也逐渐过渡到固定翼飞机状态。旋翼逐步减小总距，而推进螺旋桨逐步增加桨距，过渡到自转旋翼飞行状态。

在由前飞转到低速飞行时时，旋翼的总距逐渐增加，推进螺旋桨12桨距逐渐减小，飞行器可通过飞控控制进行短距降落。

本具体实施方式的主要技术指标：

空机重量：220-230kg；

自主飞行重量：240kg；

最大起飞重量：500kg；

最大载荷：200kg；

最大航时：6.5h(载荷200kg时)；

速度范围：50-180km/h；

经济巡航速度：110-120km/h；

最有利巡航速度：135-160km/h；

实用升限：4000-4500m。

典型作业说明：进行电力巡线或边防巡逻时，保证搭载200kg光电任务载荷，满油箱80L油情况下，至少飞行6小时，往返距离300km，通讯链路控制半径50km；每天可进行一个架次飞行，飞行前进行燃油加添和飞行检查。

本具体实施方式具有以下效果：

1、通过验证机试验，得到无人自转旋翼机的旋翼与机翼、尾翼的气动干扰特性及各种飞行状态下旋翼机的气动特性、飞行动力学和操稳特性规律，为飞行控制系统研制和验证飞行提供数学模型基础和控制策略建议。

2、通过验证机试验，对旋翼机进行总体参数优化设计，达到需求要求的航速和航时，通过改进设计定型一款200kg任务载荷，续航时间6小时的基本型机型，并综合考虑可靠性、生产和维护成本、操作难度等因素，使其成为边境巡逻空中监视的大载荷主力机型。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.无人自转旋翼直升飞机，它包含一机身外壳，其特征在于，机身外壳内部中间位置安装有油箱，油箱上端安装有减速箱，减速箱上端通过变距控制传动系统连接至机身外壳外部上端的变距系统，且变距系统上呈三等分式固定设置有旋翼系统；油箱的前侧设置有电子系统，减速箱通过离合器连接动力系统，动力系统的动力输出轴连接机身外壳外部后端的推进螺旋桨；机身外壳的两侧设置有机翼，机翼通过尾梁连接机身外壳后方的垂直尾翼，且垂直尾翼之间连接有水平尾翼。

2.根据权利要求1所述的无人自转旋翼直升飞机，其特征在于，所述的机身外壳、机翼下方均设置有起降支撑系统。

3.根据权利要求1所述的无人自转旋翼直升飞机，其特征在于，所述的动力系统为发动机。

4.根据权利要求1所述的无人自转旋翼直升飞机，其特征在于，所述的旋翼系统为自转旋翼。

5.根据权利要求1所述的无人自转旋翼直升飞机，其特征在于，所述的电子系统分别连接油箱和动力系统。