[實(shí)用新型]一種無傾斜器的同軸旋翼直升機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820136332.2
• 申請日: 2008-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN201317461Y
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣詩玉
• 申請（專利權(quán)）人: 蔣詩玉
• 主分類號(hào): B64C27/10
• 分類號(hào): B64C27/10;B64C27/12;B64C27/59;B64C27/32;B64C27/46
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種直升飛機(jī)，尤其是一種同軸雙旋翼直升飛機(jī)。

背景技術(shù)

直升機(jī)屬于旋翼類的航空器，旋翼的主要?dú)鈩?dòng)力特點(diǎn)是：旋翼在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，在旋轉(zhuǎn)平面上還受到迎面氣流的作用，旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)到不同方位，氣流相對(duì)于旋翼剖面的速度會(huì)呈周期性變化，故直升機(jī)的旋翼各槳葉處于不同位置時(shí)氣流相對(duì)槳的速度是不同的，這就造成各槳葉收到的升力不相等，從而造成了升力力矩不平衡，目前現(xiàn)行的辦法是用自動(dòng)傾斜器改變槳葉的安裝，使槳葉的槳距角也周期性的改變，使其各槳葉升力相等，進(jìn)而使得力矩平衡。自動(dòng)傾斜器是個(gè)比較復(fù)雜的設(shè)備，而且造價(jià)比較高，控制系統(tǒng)也比較復(fù)雜，有沒有其他辦法可以使旋翼產(chǎn)生的力矩相互抵消或使力矩平衡？

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、控制系統(tǒng)也簡單的無傾斜器的同軸雙旋翼直升飛機(jī)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是直升飛機(jī)的升力系統(tǒng)采用兩副同軸旋翼來取代以往的帶傾斜器的單幅旋翼的方式來實(shí)現(xiàn)的。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：直升機(jī)的升力系統(tǒng)由上旋翼和下旋翼兩副旋翼以一定間距沿同一旋轉(zhuǎn)軸上下排列組成，該旋轉(zhuǎn)軸分內(nèi)外兩層同心軸，外面軸為空心軸是下旋翼軸，里面的軸從外面軸穿過是上旋翼軸；兩副旋翼質(zhì)量分布相同并且安裝的角度相同，氣動(dòng)特征相同，轉(zhuǎn)速相同但方向相反；該升力系統(tǒng)由兩套傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)，兩套傳動(dòng)系統(tǒng)分別與兩副旋翼連接，一套傳動(dòng)系統(tǒng)正轉(zhuǎn)，另一套傳動(dòng)系統(tǒng)反轉(zhuǎn)。該同軸機(jī)旋翼傳動(dòng)系統(tǒng)可以類似于汽車后橋差速器，兩副半軸錐形齒輪正對(duì)并保留一定間距。主動(dòng)齒輪在兩半軸錐形齒輪之間當(dāng)主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩半軸錐齒輪正好等速方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然也可以采用傳統(tǒng)的共軸傳動(dòng)系統(tǒng)，所述兩副旋翼各自可以由四片質(zhì)量和形狀相同的槳葉組成，由于上旋翼和下旋翼的氣動(dòng)性和質(zhì)量分布相同并且安裝角度相同，一個(gè)正向旋轉(zhuǎn)，一個(gè)反向選裝，上旋翼和下旋翼兩副旋翼各自是由四片質(zhì)量和形狀相同的槳葉組成，槳葉之間的依次以90度的夾角排開，安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，具體實(shí)施時(shí)每副旋翼也可以是八片或者是十二片相同的槳葉等也就是4N片，并且它們的安裝角度相同，每副旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在沿其前進(jìn)的垂直方向上升力產(chǎn)生的力矩各自平衡。兩副旋翼以等角速度反向旋轉(zhuǎn)時(shí)上下兩副旋翼的升力產(chǎn)生的沿其前進(jìn)方向的升力矩也大小相等，方向相反，正好可以相互抵消，同時(shí)槳葉受到的升力總和也是個(gè)定值。所以采用該技術(shù)的同軸旋翼可以不用自動(dòng)傾斜器平穩(wěn)地飛行。

另外，為了減輕重量上旋翼軸也可以采用空心軸，該槳葉形狀可以選用半圓形或扇形，這樣有利于減輕空氣和風(fēng)的阻力，提升直升機(jī)的升力。

雙旋翼同軸式直升機(jī)的基本特征是：兩副完全相同的旋翼，一上一下安裝在同一根旋翼軸上，兩旋翼間有一定間距。兩副旋翼的旋轉(zhuǎn)方向相反，它們的反扭矩可以互相抵消。這樣，就用不著再裝尾槳了。避免了因?yàn)槲矘~高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪音和能量的浪費(fèi)。雙旋翼同軸式直升機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小。這種直升機(jī)因無尾槳，所以也就不需要裝長長的尾梁，機(jī)身長度也可以大大縮短。有兩副旋翼產(chǎn)生升力，每副旋翼的直徑也可以縮短。由于該共軸旋翼的升力系統(tǒng)力矩平衡，就不需要安裝傾斜器，既保留了有尾翼直升機(jī)不具備的優(yōu)點(diǎn)，又使得同軸直升機(jī)的控制系統(tǒng)比較簡單，造價(jià)也比較低，而其機(jī)體的重量比較輕，飛機(jī)的整體升力系統(tǒng)效率高，直升機(jī)的升力會(huì)提高，操作簡單，安全性更好。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)闡述一下本實(shí)用新型的工作原理，參考附圖2所示。

分析其中每一副旋翼：設(shè)旋翼沿y軸前進(jìn)平飛，旋翼轉(zhuǎn)速為w，氣流對(duì)于旋翼速度v，距離旋轉(zhuǎn)中心r處有A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)，由余弦定理有，A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)的氣流相對(duì)于旋翼速度速度是：