CN2434225Y

CN2434225Y - 旋翼直升飞机

Info

Publication number: CN2434225Y
Application number: CN 00241946
Authority: CN
Inventors: 王志成
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2010-06-30

Abstract

本实用新型公开了一种旋翼直升飞机,它包括机身、主旋翼、起落架、发动机、尾桨、飞行控制装置等,主旋翼的翼尖端部分别装有一个朝向相反但平衡布置的翼尖螺旋桨,发动机的动力通过机身内的垂直主轴、主旋翼内的伞齿轮换向传动装置以及软轴等直接驱动两翼尖螺旋桨主动旋转,并由此带动主旋翼被动旋转,这样的构造,可垂直升降,结构简单而能耗低,同等条件下起飞载重量大大提高,是传统直升机的理想替代产品。

Description

旋翼直升飞机

本实用新型涉及航空飞行器的技术领域，特别是可垂直升降的旋翼飞行器。

传统的普通飞机是依靠螺旋桨的拉力或推力使整个飞机向前运动，在空气动力的作用下使机翼产生升力而升空，不能垂直升降(除倾转旋翼机外)；传统的旋翼机是依靠螺旋桨的拉力或推力使整个飞机向前运动，在空气动力的作用下使旋翼转动产生升力而升空，虽然结构简单，操作方便，但也不能垂直升空；传统的直升机是靠发动机通过齿轮等传动方式直接将动力传给旋翼使之转动产生升力而升空，但操作比较复杂，需要比较大力矩的尾桨来控制机身的平衡，而且能耗比较大。

本实用新型的目的是克服传统飞机的不足，综合考虑，创造一种结构新颖，轻便且能耗低，可垂直升降的旋翼直升飞机。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：旋翼直升飞机，由机身、装于机身顶部的主旋翼、装于机身下部的起落架、装于机身内的发动机、装于机身后部的水平安定面和尾桨、以及动力传动和飞行控制装置构成，主旋翼的翼尖端部分别装有一个朝向相反但平衡布置的翼尖螺旋桨，发动机的动力通过机身内的垂直主轴、主旋翼内的伞齿轮换向变速传动装置以及软轴等直接驱动两翼尖螺旋桨主动旋转由此带动主旋翼被动旋转。进一步地，机身顶部除主旋翼外还装有一对副旋翼，主旋翼与副旋翼呈“十”字形布置；且主旋翼采用靠近根部弦长增大、翼尖部弦长缩小的变弦长旋翼。而且驱动翼尖螺旋桨转动的软轴通过轴承和软轴套安装于主旋翼内，且软轴一端通过伞齿轮组与机身内的主轴联动。

这样，在主旋翼的翼尖增装螺旋桨，把传统发动机动力直接传递给旋翼的方式改为间接传递方式：即把发动机的动力通过齿轮、轴(含软轴)等先传递至翼尖的螺旋桨上，通过该螺旋桨产生拉力(或推力)来促使旋翼旋转而在空气动力的作用下产生升力。这样做，旋翼主轴与机体间只有较小的摩擦，不但可以大大减少尾桨所需的平衡力矩，可使尾翼缩短，而且可以降低能耗。在其它条件相同的情况下，用此种方式旋翼产生的升力比传统直升机的升力可高出20％多，如果改变旋翼的形状：将旋翼靠近根部的弦长增长，将旋翼尖部的弦长缩短，比例适当的话，则产生的升力比传统直升机的升力可高出30％有多。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是动力传动结构示意图。

参见图1-图3，其中：1、2为翼尖螺旋桨，其作用是拖动(或推动)旋转产生升力；3为尾桨，用来控制方向，并用来平衡旋翼旋转而导致的机身不平衡；4、5为主旋翼，它在翼尖旋螺桨1、2的作用下旋转而产生升力；6、7为副旋翼，它随主旋翼4、5一起旋转产生升力；8为发动机，为飞机提供动力；9为机身；10为起落架；11为发动机输出轴；12为主轴；13、14为软轴，即翼尖螺旋桨动力传动轴；15为尾桨动力传动轴；16为轴承套(相对主轴12来说)，相对旋翼来说为轴，17为轴承(图3中可见的共有24个)；18、19为软轴套；20为轴套；21为软轴套；22为弹簧，便于旋翼倾斜；23、24、25、26、27、28为传动伞齿轮组；29为水平安定面，用以保证飞机的纵向稳定性和消除自转下滑时的低头力矩；30为油箱。

工作原理：由发动机9提供动力，通过输出轴11将动力传给伞齿轮组23，再通过主轴12和伞齿轮组24、25将动力分别传递给轴15和软轴13、14，通过软轴13、14将动力分别传递至伞齿轮组26、27，再通过伞齿轮组26、27的输出轴把动力传至旋翼尖的螺旋桨1、2，于是螺旋桨1、2高速旋转，螺旋桨1产生拉力F1，螺旋桨2产生拉力F2，这时主、副旋翼4、5、6、7在螺旋桨1、2产生的力偶作用下迅速旋转而产生向上的升力；另一方面，尾桨传动轴15将发动机传来的动力传给伞齿轮组28，再通过伞齿轮组输出轴把动力传至尾桨3，使尾桨3转动而产生的拉力F3。通过调节尾桨的螺距可改变力的大小，从而控制飞机的方向和平衡。另：通过弹簧22控制旋翼的倾斜度来控制飞机的前进、升空和悬停等状态，通过控制发动机的输出功率而控制飞机的升空重量、升空速度及前进速度等。本实施例中，发动机9采用NF250摩托车的单缸风冷顶置式四冲程汽油机改型，其最大功率为18.4KW(8500r/min)；翼尖螺旋桨1、2均选用4叶桨形式，其直径D=725mm，桨矩H=435mm，其转速与发动机输出轴11的转速的比例选用0.45∶1，此比例通过伞齿轮组23、25、26、27来调节；主旋翼4、5半径(R41+R42及R51+R52)均为4m，其中R41=R51=2.5m，其根部R41、R51段的弦长为0.4m，近尖部R42和R52段的弦长均为0.2m，副旋翼6、7半径(R6及R7)均为2.5m，其弦长为0.4m；主旋翼和副旋翼的翼型均采用克拉克-Y型。尾桨采用变矩2叶桨，直径为0.3m。这种旋翼直升飞机的最大起飞重量约为480Kg。如果按传统方式制作，不加装翼尖螺旋桨，其它参数相同，则其最大起飞重量约为200Kg。如果按传统方式制作，不加装翼尖旋桨，且R42和R52均为0米，其它参数相同，则其最大起飞重量约为250Kg。

本实用新型的特点是：1、在旋翼尖上装螺旋桨，旋翼旋转所需动力不是发动机直接提供，而是翼尖上的螺旋桨产生的力偶提供的。2、主旋翼的形状不同于传统的直升机，旋翼的弦长随旋翼半径方向的增大而减少。这样的构造，能降低能耗，用此方案制作的飞机，结构简单，操作使用方便，可垂直升降，此方案更适合于轻型直升飞机的制作。

Claims

1、旋翼直升飞机，由机身、装于机身顶部的主旋翼、装于机身下部的起落架、装于机身内的发动机和油箱、装于机身后部的水平安定面和尾桨、以及动力传动和飞行控制装置构成，其特征在于：主旋翼的翼尖端部分别装有一个朝向相反但平衡布置的翼尖螺旋桨，发动机的动力通过机身内的垂直主轴、主旋翼内的伞齿轮换向变速传动装置以及软轴直接驱动两翼尖螺旋桨主动旋转，并由此带动主旋翼被动旋转。

2、根据权利要求1所述的旋翼直升飞机，其特征是机身顶部除主旋翼外还装有一对副旋翼，主旋翼与副旋翼呈“十”字形布置；且主旋翼采用靠近根部弦长增大、翼尖部弦长缩小的变弦长旋翼。

3、根据权利要求1或2所述的旋翼直升飞机，其特征是驱动翼尖螺旋桨转动的软轴通过轴承和软轴套安装于主旋翼内，且软轴一端通过伞齿轮组与机身内的主轴联动。