CN2889899Y - 轮翼飞机 - Google Patents

Abstract

本实用新型为具有较好平飞能力和垂直起降能力的轮翼飞机，其机翼为转动机翼，轮翼主轴与机身相连，主轴上固定有连接件，以连接子轴，子轴上固定有子翼，主轴和子轴由机上动力源驱动并控制。通过控制主轴转速和主轴公转周中子翼的姿态，可获得上升空气阻力和下降空气阻力，带动飞机垂直升降；也可使得飞机象固定翼飞机一样平飞，获得较好的平飞性能，本实用新型具有较好的平飞能力和垂直升降能力，具有很高的机动性能。

Description

轮翼飞机

所属技术领域

本实用新型涉及一种飞机机翼，特别是具有较好平飞能力和垂直起降能力的轮翼飞机。

背景技术

飞机按起降方式可分为固定翼飞机、垂直/短距离起降飞机、倾转翼飞机和直升飞机。在这四类飞机中，从固定翼到直升飞机的其降性能逐步递增，但同时飞行性能也逐步下降。例如，固定翼飞机的飞行性能很好但起降需很长的起飞跑道，直升飞机不需跑道就可正常起降，十分方便，但其飞行性能却比固定翼飞机差许多，比如在航程、飞行速度、省油率等指标上远不及固定翼飞机。垂直/短距离起降飞机和倾转翼飞机的垂直起降性能和飞行性能都不太理想，如空中悬停能力差、从悬停转至平飞时的平衡稳定性差、最大垂直起飞重量小、飞行速度慢等等。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有较好平飞能力和垂直起降能力的轮翼飞机。

本实用新型的解决方案是：一种轮翼飞机，包括机身和机翼，其特征在于机翼为转动轮翼，轮翼的转动主轴与机身相连，主轴通过连接件连接至少两条平行于主轴的子轴，主轴外包有翼型外壳，子轴上分别固定有子翼，主轴和子轴由机上动力源驱动并控制。

本实用新型的解决方案中与机身相连并受动力源驱动的主轴带动整个轮翼转动，连接件的设置主要是用于连接平行于主轴的子轴。子轴带动子翼随主轴公转的同时，自身受动力源的控制并自转，控制子翼调节受力方向。在主轴带动子翼转动一周中，通过子轴的自转调节不同位置子翼的受力方向，可得到这一转动周中向上的空气阻力大于向下的空气阻力，从而使轮翼获得向上的升力，通过调节轮翼主轴转速，当轮翼获得垂直向上升力大于飞机重量时将使飞机垂直向上起飞。反之，通过调节主轴转速或子翼自转姿态，使轮翼产生的升力小于飞机重量时，飞机将垂直降落。当轮翼产生的升力等于飞机重量时，飞机将悬停在空中。在飞机平飞中调节子翼处于水平固定状态，这时轮翼实际上成了多个固定翼的组合，与固定翼飞机的机翼一样产生升力，此时轮翼飞机具有与固定翼飞机相近似的高效平飞性能。

本实用新型的解决方案中连接件可以是固定在主轴两端部的圆形端板，子轴连接在两圆形端板之间；也可是辐条，辐条一端固定在主轴上，另一端连接到子轴上，子轴相对辐条能转动角度。采用圆形端板或辐条的区别是，一般子翼数量在五个或五个以上时采用圆形端板，子翼数量在五个以下时采用辐条连接。

本实用新型与现有技术相比的优点：由于本实用新型通过主轴转动带动子翼随主轴公转，同时子轴可带动子翼在公转的同时自转，所以子翼在公转周中通过自转调节子翼在不同角度的受力，可得到向上的空气阻力大于向下的空气阻力，当调节主轴转速，使向上的空气阻力大于向下的空气阻力和机身重量时将使飞机垂直起飞。同样方式通过调节子翼的姿态和主轴转速也可使飞机垂直降落。在平飞中调节子翼与机身处于水平固定状态，则轮翼飞机具有与固定翼飞机相近似的高效平飞性能。因此本实用新型具有较好的平飞能力和垂直起降能力，具有较高的机动性能。

本实用新型可结合附图进一步说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为子翼剖面图；

图3、图4、图5为单个子翼工作状态图；

图6为多个子翼平飞工作状态图；

图7、图8为轮翼在飞机上的排布图；

其中：1-主轴、2-圆形端板、3-子轴、4-子翼、5-轮翼、6-机身、7-子翼公转轨迹、8-翼形外壳。

实施方式

本实用新型可结合附图进一步说明。

图1中轮翼飞机的机翼为转动轮翼5，其主轴1与机身6相连，主轴1上固定圆形端板2，在两圆形端板2圆周上连有三条子轴3，主轴1和子轴3上分别固定有子翼4，主轴1和子轴3由机上动力源驱动并控制。

图2为子翼4的剖面形状，其子翼4固定在子轴3上。

图3中为单个子翼4工作状态图。其主轴1反时针匀速转动，子翼4也会绕主轴1公转，图中7为子轴3绕主轴1公转的轨迹。在公转圆周各点，实线所示子翼4为公转奇数周的自转姿态，虚线所示子翼4为公转偶数周的转动姿态。由于在0°-180°公转段子翼4平面水平，该段子翼4公转会产生较大的向上空气阻力F_上；而子翼4在180°-360°公转段由于子翼4平面与公转圆周切线重合，该段子翼4公转会产生较小的向下空气阻力F_下，由于F_上＞F_下，因此高速转动的轮翼会获得垂直向上的升力为F_升，其大小F_升＝F_上-F_下＞0，通过调节主轴公转的转速就可调节升力F_升的大小，当F_升＞飞机重量时飞机将垂直上升起飞。当F_升＜飞机重量时飞机将垂直降落。当F_升＝飞机重量时飞机将悬停在空中。轮翼的工作可使飞机具有垂直起降和空中悬停的能力。这种状态为轮翼的“升降状态”。

图4为单个子翼4的另一种工作状态图，图中单个子翼4除具有“升降状态”那样产生升力外，还由于从90°-270°公转段子翼4平面向后煽动，从而产生向前作用力F_前，使飞机既获得升力又获得前飞动力。这种状态常用于轮翼飞机短距起降，或用于从悬停状态转为平飞状态。若控制子翼4在各公转段成图5所示的状态，则轮翼5在产生升力的同时产生向后的作用力，这时悬停在空中的飞机还可以倒退飞行。这种状态为轮翼的“升进状态”。

图6所示为三个子轴3上固定三个子翼4，子翼4受控处于水平固定状态。当飞机在其它动力推进下(如喷气发动机或螺旋桨)飞行时，此时子翼4的功能和固定机翼相同，轮翼5实际上成为多个固定翼组合，这时的轮翼飞机具有和固定翼飞机相近似的高效平飞性能，如航程远、省油、航速快等。这种状态为轮翼的“固定状态”。

上述轮翼飞机的工作状态常常组合使用，如用“升降状态”垂直起飞，用“升进状态”从空中悬停过度到平飞，最后过渡到“固定状态”平飞。而降落过程则是上述过程的逆过程。

图7、图8为轮翼5在飞机上的排布图，由于轮翼5转动4会对机身产生反扭矩，所以一侧的机翼为两个轮翼5，两个轮翼5的主轴1转动方向相反，以抵消两个轮翼5转动对机身的反扭矩。图7中在机身6两侧前后分别设置两个轮翼5，两个轮翼主轴1转动方向相反。图8中机身6两侧的机翼均为串联的两个轮翼5，其串联的两个轮翼5主轴1转动方向相反。

Claims (4)

1、一种轮翼飞机，包括机身和机翼，其特征在于机翼为转动轮翼(5)，轮翼(5)的转动主轴(1)与机身(6)相连，主轴(1)通过连接件(2)连接至少两条平行于主轴(1)的子轴(3)，主轴(1)外包有翼型外壳(8)，子轴(3)上分别固定有子翼(4)，主轴(1)和子轴(3)由机上动力源驱动并控制。

2、根据权利要求1所述的轮翼飞机，其特征在于一侧的机翼为两个轮翼(5)，两个轮翼(5)的主轴(1)转动方向相反。

3、根据权利要求1或2所述的轮翼飞机，其特征在于连接件(2)为固定在主轴(1)两端部的圆形端板(2)，子轴(3)连接两圆形端板(2)之间。

4、根据权利要求1或2所述的轮翼飞机，其特征在于连接件(2)为辐条，辐条一端固定在主轴(1)上，另一端连接到子轴(3)上，子轴(3)相对辐条能转动角度。

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