CN2285242Y - 水陆空三栖垂直起落飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种集飞机、汽车和游艇为一身的家庭游览型全能交通工具,机架为左右对称、前后可全景观察的框架结构,座舱、发动机和驾驶设备在机架中间,发动机的动力输出端经双向离合器与万向轴或机轮传动轴相联,万向轴两端分别通过一对轴承式齿轮与一组滚动翼结构相连,五个沿圆周均布的滚动翼片,两端与框架铰接,框架下端固定在从动齿轮内圈上;滚动翼与凸轮轴之间连有滚子顶杆,其上端接滚动翼,下端与凸轮轴接触。

Description

水陆空三栖垂直起落飞行器

本实用新型是一种集飞机、汽车和游艇为一身的家庭游览型全能交通工具。

现有的直升机、倾转旋翼机及水陆两用飞机仍离不开机场和水面，也不能像轿车在公路上行驶，更不能停在小车库内，另外，现有的飞行器其结构复杂，造价高、使用费用昂贵，尤其是直升机，虽然比固定翼飞机机动，但发动机功率和升力损失均很大，安全系数小，很难普及到家庭。

本实用新型提出的水陆空三栖垂直起落飞行器，既可作为飞机，又可当汽车、游艇在公路上和水中行驶。由于其体积小，可直接驶进家庭车库存放。

本实用新型的目的通过以下技术措施达到：机架是一个左右对称、前后可全景观察的框架结构，座舱、发动机和驾驶设备位于机架中间，发动机的动力输出端经双向离合器与万向轴或机轮传动轴相联，万向轴两端分别通过一对轴承式齿轮与一组位于机架左右架体之间的滚动翼结构相连，所说的滚动翼结构有五个沿圆周均布的滚动翼片，每一滚动翼片两端与位于机架内外壁之间的滚动翼框架上端铰接，滚动翼框架下端固定在轴承式从动齿轮的内圈上，并且，每一滚动翼与固定在从动齿轮外圈上的凸轮轴之间连有滚子顶杆，该顶杆上端与滚动翼铰接，下端通过滚子与凸轮轴接触，且该顶杆与滚动翼的旋转轴心线垂直。

上述主、从动轴承式齿轮的外圈固定在机架的内壁上，主动齿轮的内圈连在万向轴上。

上述凸轮轴外表面沿轴向设计成三段缓坡爬升形状，依次为：后飞段、升降和悬停段、前飞段，凸轮轴通过摇杆和驾驶杆相连。

下面结合本实用新型的实施例及其附图作进一步说明。

图1  本实用新型的立体结构简图。

图2  本实用新型的传动原理示意图。

图3  本实用新型的后视图。

图4  本实用新型的凸轮轴与驾驶杆联接关系示意图。

如图所示，本飞行器外形独特，与现有直升机、旋翼机均不相同，它包括有机架(1)、装在机架中的座舱(12)、发动机(9)和驾驶设备，机架下部装有机轮(11)，由于其传动部件是左右对称配置，故只对一侧进行描述。特征在于：机架是一个左右对称、前后可全景观察的框架结构，座舱、发动机和驾驶设备位于机架中间，发动机的动力输出端经双向离合器(22)与万向轴(24)或机轮传动轴(23)相联，万向轴两端分别通过一对轴承式齿轮(18，21)与一组位于机架左右架体之间的滚动翼结构相连，所说的滚动翼结构有五个沿外圆周均布的滚动翼片(5)，每一滚动翼片两端与位于机架内外壁之间的滚动翼框架(14)上端铰接，滚动翼框架下端固定在轴承式从动齿轮(21)的内圈上，并且，每一滚动翼与固定在从动齿轮外圈上的凸轮轴(20)之间连有滚子顶杆(15)，该顶杆上端与滚动翼铰接，下端通过滚子(16)与凸轮轴接触配合，且该顶杆安装在滚动翼框架中的位置应与框架的旋转轴心线垂直。

滚动翼框架和滚子顶杆与滚动翼端面的的铰接点分别距端面前后1/3处，形成力臂关系。顶杆上部的回位弹簧(19)作用是经常保持滚子与凸轮的接触配合：下部的一对滑轮(17)使顶杆上下运动平稳及滑动灵活。

上述的主、从动轴承式齿轮(18)和(21)的外圈固定在机架的内壁上，主动齿轮的内圈连在万向轴(24)上。

如图4所示，凸轮轴外表面沿轴向由里至外设计成三段缓坡爬升形状，依次为：后飞段(29)、升降和悬停段(30)、前飞段(31)三个工作段，对应于不同的飞行状态，每段之间留有过渡段。凸轮轴通过摇杆(28)和驾驶杆(27)相连，由其操纵作轴向移动来控制需要工作段与滚子接触配合。

机架后部有尾舵(6)，尾舵之间有风扇(7)，当滚动翼旋转时产生的强大气流带动它们转动。

一组机架横拉杆(2)连接在左右架体之间，滚动翼框架及滚动翼为一体在横拉杆内旋转运动。

本飞行器的传动原理是：发动机动力经万向轴传至相互啮合轴承式齿轮，通过滚动翼框架带动滚动翼朝前方旋转，在旋转的同时，顶杆(15)下端的滚子(16)沿凸轮轴表面形状运动，使滚动翼对应凸轮曲线改变迎角角度，全部翼片产生的总升力即是飞行器上升动力。

当普通固定翼飞机起飞重量1200公斤，机翼面积15平方米时，离地速度需100公里/小时。

本飞行器设计在同等条件下，即，起飞重量1200公斤，5段滚动机翼总面积为5平方米时，较上述机翼面积少3倍，则离地速度只要达到300公里/小时即可离地。

设定滚动翼框架外园直径为2.5米，则其周长＝2.5×314＝7.85米，计算框架旋转速度在1000转/分情况下其切线速度(相当于固定翼飞机离地速度)能否达到300公里/小时。求得滚动翼旋转速度为7.8 5米×1000转/分＝7850米/分＝471公里/小时，证明本飞行器能够满足离地速度并有富余。

富余的171公里，用50公里完成飞行器继续增速上升，再用50公里进行前后飞行，用30公里来克服各种机械传动阻力，用41公里作为备用功率进行机动。

图1中所示的固定翼(3)在不飞时可放下位于机架两边，在空中长时间平飞时为减小发动机功率，提高升力，可把固定翼展开，并用支撑杆(4)固定，然后操纵驾驶杆来调整后面的尾舵(6)以保持飞机俯仰姿态。

当飞机需要转向、尤其是悬停、后飞或垂直上升时的转向，应向需转方向压驾驶杆，通过尾舵支撑梁内的传动使尾舵上的风扇(7)改变扇叶角度，即可实现转向。本飞行器设有空速管(13)以传递空气动压和静压用来指示空速、高度和升降；同时还装有前后灯，转向灯及防撞警告灯，以便安全行驶。

当由飞行状态转为路行状态时，应操纵双高合器使其与万向轴传动杆脱离而与机轮传动轴结合，此时发动机动力经简易自动无级变速机构(25)传至后机轮，前面两轮为转向轮，后两轮为驱动轮；路行中的转向通过对左右机轮的刹车来实现。

当需从飞行状态转为水中行驶时，同样应操纵双向离合器使发动机动力传递到后机轮；在空中须通过手摇气筒将气囊(10)充足方可降落，以利水中托起机体，靠连在机轮上的拨水轮(8)推动机体前行。在路上行驶前必须放气收囊，以使机轮接触地面。

本实用新型具有如下优点：由于采用汽车发动机，耗油低，维护简单：可直接从陆上或水中垂直起飞和降落，在空中可前边飞、后飞、原位置左右转向和悬停，机体不须倾斜即可转向，因而方便灵活；它的滚动翼不存在现有直升机旋翼内外切线速度不同的缺点，产生的阻转力矩被自身重量克服，因而比现有直升机常规旋翼效率更高，工作更可靠；本飞行器具备固定翼飞机和直升机的双重优点，安全可靠，它完全打破了现有飞行器的常规结构和传动方式，构造简单，造价低，驾驶简单，人人均可学会，易于进入私人家庭。

Claims (3)

1、一种水陆空三栖垂直起落飞行器，包括有机架(1)、装在机架中的座舱(12)、发动机(9)和驾驶设备，机架下部装有机轮(11)，其特征在于：机架是一个左右对称、前后可全景观察的框架结构，座舱、发动机和驾驶设备位于机架中间，发动机的动力输出端经双向离合器(22)与万向轴(24)或机轮传动轴(23)相联，万向轴两端分别通过一对轴承式齿轮(18，21)与一组位于机架左右架体之间的滚动翼结构相连，所说的滚动翼结构有五个沿圆周均布的滚动翼片(5)，每一滚动翼片两端与位于机架内外壁之间的滚动翼框架(14)上端铰接，滚动翼框架下端固定在轴承式从动齿轮(21)的内圈上，并且，每一滚动翼与固定在从动齿轮外圈上的凸轮轴(20)之间连有滚子顶杆(15)，该顶杆上端与滚动翼(5)铰接，下端通过滚子(16)与凸轮轴接触，且该顶杆与滚动翼的旋转轴心线垂直。

2、根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：主、从动轴承式齿轮(18)和(21)的外圈固定在机架的内壁上，主动齿轮的内圈连在万向轴(24)上。

3、根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：凸轮轴(20)外表面沿轴向设计成三段缓坡爬升形状，依次为：后飞段(29)、升降和悬停段(30)、前飞段(31)，凸轮轴通过摇杆和驾驶杆(27)相连

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