[發明專利]一種新構型的雙橫梁雙螺槳直升機

無效

• 申請號: 201010187519.7
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101844617A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 夏品奇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

技術領域

本發明涉及一種橫列式直升機，尤其是一種新構型的雙橫梁雙螺槳直升機。

背景技術

常規旋翼直升機的旋翼由槳轂和數片槳葉構成，槳轂安裝在旋翼軸上，槳葉安裝在槳轂上。槳葉旋轉時與周圍空氣相互作用，產生垂直于旋翼旋轉平面的拉力。如果旋翼旋轉平面水平，則拉力垂直向上，直升機作垂直飛行。如果旋翼旋轉平面傾斜，則拉力傾斜，直升機向拉力傾斜的方向飛行。如前傾，則前飛。如側傾，則側飛。通過控制系統對旋翼復雜的周期變距操縱，使旋翼旋轉平面傾斜，改變旋翼拉力方向，實現直升機的飛行控制。直升機前飛時，前行槳葉與后行槳葉上的氣流速度不同，導致旋翼左右的氣動力環境不對稱。為了保證旋翼左右氣動力對稱，并實現旋翼旋轉平面的傾斜，槳葉必須能作上下揮舞運動、前后擺動運動以及繞槳葉縱軸的軸向轉動，因此，槳轂結構較為復雜，其根部包含由揮舞鉸、擺振鉸和軸向鉸。

對于占直升機總數95％的單旋翼帶尾槳直升機，前飛時旋翼左右兩邊的氣動力不對稱，造成旋翼氣動力環境復雜。為保持旋翼左右氣動力對稱，槳葉要做揮舞運動，以減小前行槳葉的氣動力，這樣造成了旋翼升力的損失。旋翼槳葉柔軟，彈性變形大，槳葉氣彈耦合動力學復雜。為了降低旋翼轉速，需要使用很重的減速箱，給直升機增加了不小的重量。

另外，現有的橫列式雙旋翼直升機，一般是在機身兩側固定地安裝機翼，并在機翼端部安裝旋翼，旋翼本身在機翼端部作傾轉運動以實現飛行姿態的轉換。當旋翼旋轉平面在水平位置時，直升機作垂直飛行；當旋翼向前傾轉90度時，直升機像普通的螺旋槳飛機一樣前飛，機翼產生向上的升力，旋翼產生向前的拉力。在旋翼向前傾轉的過程中，旋翼氣動尾跡彎曲導致極其復雜的氣動力變化，使得直升機的操縱變得極其復雜，經常造成旋翼傾轉過程中直升機的飛行事故。另外，該類橫列式雙旋翼直升機在做直升機模式飛行時，也要對旋翼進行復雜的周期變距控制。因此，該類橫列式雙旋翼直升機存在結構更為復雜、飛行控制更為復雜、涉及的力學更為復雜等問題。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種新構型的雙橫梁雙螺槳直升機，其通過控制橫梁內端繞機身支點的上下揮舞運動、前后擺動運動及軸向旋轉運動，實現橫梁外端螺槳旋轉平面位置的改變，從而改變螺槳升力方向，實現飛行姿態的控制。解決了現有技術中直升機復雜的旋翼周期變距控制、減速器重量、復雜的旋翼氣動力和動力學、復雜的槳轂結構以及尾槳的功率損耗等問題，因此，本發明的新構型直升機，螺槳升力系統結構簡單、操縱簡便、機動性好、重量輕、功耗低，有效地開創了航空領域內直升機構型的發展方向。

為實現以上的技術目的，本發明將采用以下的技術方案：

一種新構型的雙橫梁雙螺槳直升機，包括機身、置于機身內的主驅動裝置、支點、橫梁、螺槳驅動裝置、螺槳驅動軸以及螺槳，所述主驅動裝置輸出端與支點連接，且所述機身兩側對稱地分別通過支點安裝一根可繞該支點做上下揮舞運動、前后擺動運動以及軸向旋轉運動的橫梁，同時每一根橫梁上均聯動地垂直安裝螺槳驅動軸，所述螺槳驅動軸下端與螺槳驅動裝置連接，而螺槳驅動軸的上端則與螺槳安裝。螺槳驅動軸驅動螺槳旋轉，產生垂直于螺槳旋轉平面的升力或拉力。

進一步地，所述支點為球鉸或者由水平鉸、垂直鉸和軸向鉸組成的復合鉸。

進一步地，所述螺槳驅動裝置為發動機，該發動機固定安裝于橫梁上。

進一步地，所述螺槳驅動裝置或為主驅動裝置的動力傳動支路。

根據以上的技術方案，可以實現以下的有益效果：

由于本發明通過控制橫梁的上下揮舞運動、前后擺動運動以及軸向旋轉運動，以改變橫梁外端螺槳驅動軸的位置，即改變螺槳旋轉平面的位置，也即改變了螺槳升力方向，從而實現直升機飛行姿態的控制；螺槳可調總距，即可調槳葉翼剖面的迎角，從而改變升力大小。因此，本發明無需進行常規旋翼直升機復雜的周期變距操縱來改變旋翼旋轉平面的位置，而且螺槳升力系統結構簡單、操縱簡便、機動性好、重量輕、功耗低。

與常規的單旋翼帶尾槳直升機相比，本發明所述新構型的雙橫梁雙螺槳直升機有七大優點：

(1)螺槳槳葉無需作揮舞和擺振運動，因此在槳葉根部無需裝揮舞鉸和擺振鉸，簡化了槳轂結構；

(2)通過橫梁繞機身球鉸或復合鉸的運動來改變橫梁外端螺槳旋轉平面的位置，從而改變螺槳升力方向，實現飛行姿態的控制，因此，無需對螺槳進行復雜的周期變距操縱，簡化了飛行控制；

(3)螺槳直徑相對旋翼直徑小得多，螺槳轉速可以很大，因此不需要使用減速箱來降低螺槳的轉速，減輕了直升機的重量；