專利名稱：直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于高速轉(zhuǎn)體式直升機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，屬于飛行器技術(shù) 領(lǐng)域。
技術(shù)背景
直升機(jī)是飛機(jī)的一種，與其他飛機(jī)最大的區(qū)別是以一個或多個大型水平旋轉(zhuǎn) 的旋翼提供向上升力。直升機(jī)可以做低空(離地面數(shù)米)、低速(從懸停開始) 和機(jī)頭方向不變的機(jī)動飛行，特別是垂直起降，它無需跑道，可在狹窄場地垂 直起降。
直升機(jī)的速度之所以這么低，主要是由于它本身的動力設(shè)i十，直升機(jī)的動力 來源只有一個，就是機(jī)身頂部的螺旋槳，而這個螺旋槳不論在起飛，懸停還是 前進(jìn)，幾乎都是把空氣往下排，以得到飛機(jī)克服重力的浮力。在前進(jìn)時，只能 提供很小的前進(jìn)動力，也就是說，目前直升機(jī)一個螺旋槳就要承擔(dān)浮力和前進(jìn) 的兩項動力，可想而知剩下的飛行動力有多少。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的主要目的是在保持直升機(jī)的懸停技術(shù)和垂直起降免跑道的優(yōu) 點前提下，通過設(shè)計旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，帶動機(jī)身轉(zhuǎn)體來實現(xiàn)高速水平飛行。 本實用新型的目的是通過以下措施實現(xiàn)的
一種直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，其特征是旋轉(zhuǎn)機(jī)翼為設(shè)置在機(jī)身兩側(cè)的一對機(jī)翼， 兩機(jī)翼的前端相對設(shè)置并通過控制兩者開合的外齒相嚙合，其中一機(jī)翼的外齒 與主動齒輪I相嚙合，主動齒輪I安裝在馬達(dá)I的轉(zhuǎn)軸上；兩機(jī)翼的轉(zhuǎn)軸固定 在支座上，支座套裝在一旋轉(zhuǎn)軸上，該旋轉(zhuǎn)軸連接在機(jī)身上，支座下部設(shè)有調(diào) 整機(jī)翼與機(jī)身之間角度的弧形齒輪，該弧形齒輪與主動齒輪II相嚙合，主動齒 輪II安裝在馬達(dá)II的轉(zhuǎn)軸上，馬達(dá)I和馬達(dá)II與控制裝置相連。所述機(jī)翼的迎風(fēng)面采用流線型設(shè)計。
所述支座與機(jī)身最大調(diào)整角度為15° ，以適于直升機(jī)的轉(zhuǎn)向過程中調(diào)整角度。
兩機(jī)翼張開的最大角度為90° ，適于直升機(jī)的飛行。
本實用新型的直升機(jī)還包括定位機(jī)翼的插銷，用于機(jī)翼完全張開時的定位。 座椅為旋轉(zhuǎn)座椅，座椅中部設(shè)有靠重力調(diào)整座椅方位的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端安 裝在機(jī)身的艙壁上。
所述座椅兩側(cè)還裝有旋轉(zhuǎn)圓盤，所述圓盤也穿套在轉(zhuǎn)軸上。 本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點
本實用新型設(shè)計的直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，它在起飛的時候，浮力由螺旋槳提供， 螺旋槳在此時只提供浮力，在轉(zhuǎn)體完成時，整個飛機(jī)的浮力不再由螺旋槳來提 供，而是由展開的兩個旋轉(zhuǎn)機(jī)翼提供的。而此時的螺旋槳把所有的空氣都往后 排，只提供前進(jìn)的動力。這樣來說動力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前的直升機(jī)，所以可以達(dá) 到高速的目標(biāo)。
本實用新型設(shè)計的直升機(jī)可用于執(zhí)行一般直升機(jī)任務(wù)以及無人偵査和執(zhí)行 特殊任務(wù)，尤其是環(huán)境條件惡劣并對時間要求極高的任務(wù)，是軍事和搶險任務(wù) 的首選工具。


圖1為直升機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型旋轉(zhuǎn)機(jī)翼的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為旋轉(zhuǎn)機(jī)翼打開時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為機(jī)翼的截面圖。
圖5為機(jī)翼定位電動插銷的示意圖。
圖6為電動插銷的電原理圖。
圖7為旋轉(zhuǎn)座椅的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi)-整流罩；2-螺旋槳；3-主動力裝置；4-機(jī)翼；5-主尾翼；6-旋轉(zhuǎn)尾 獎；7-副尾翼；8-傳動桿；9-撐桿；lO-底座；ll-旋轉(zhuǎn)軸；12-支座；13-馬達(dá)I ;14-馬達(dá)II; 15-外齒;16-弧形齒輪;17-電動插銷;18-座椅;19-旋轉(zhuǎn)圓盤;20-
轉(zhuǎn)軸；21-艙壁;22-動軸;23-彈簧線圈;24-線圈;25-定軸;26-電源;27-開關(guān)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述
如圖l、圖2所示，本實用新型的高速轉(zhuǎn)體式直升機(jī)包括機(jī)身、整流罩l.、 應(yīng)急裝置、螺旋漿2、主動力裝置3、座椅、尾翼和主控裝置。尾翼包括主尾翼 5和副尾翼7。螺旋槳1由三個葉片組成。主動力裝置3由兩個相同的馬達(dá)組成， 通以相反的電流，使它們的旋轉(zhuǎn)方向相反。傳動桿8設(shè)在兩馬達(dá)轉(zhuǎn)軸連線的中 心位置，兩個馬達(dá)的齒輪同時和傳動桿8上的齒輪嚙合，實現(xiàn)雙動力系統(tǒng)。該 設(shè)計還有可以讓兩個馬達(dá)從兩面用同樣的力擠壓著傳動桿，防止傳動桿8左右 搖晃。傳動桿8下端外邊固定有齒輪，與主動力裝置3的馬達(dá)上的齒輪相嚙合， 上端外邊固定有螺旋槳2。這樣實現(xiàn)了馬達(dá)帶動螺旋槳2的轉(zhuǎn)動。
機(jī)身內(nèi)部設(shè)有撐桿9，它有三個作用 一是固定傳動桿8，防止傳動桿8搖 擺，二是連接傳動桿8和機(jī)身，因為升力由螺旋槳2傳給傳動桿8，再由傳動桿 8傳給內(nèi)部撐桿9，而內(nèi)部撐桿9與機(jī)身連接，所以帶動整個機(jī)身。三是將整流 罩l固定在內(nèi)部撐桿上。
尾翼尾部開有一個圓孔，在個位置安裝平衡旋轉(zhuǎn)尾槳6。在起飛時由于向下 流動的空氣會受到螺旋槳2的作用力而出現(xiàn)渦旋，從而使得機(jī)身會繞中軸線旋 轉(zhuǎn)，在此時，可以啟動旋轉(zhuǎn)尾槳6，向相同方向快速排空氣，獲得相反的力，從 而穩(wěn)定機(jī)身的旋轉(zhuǎn)問題。
該機(jī)身兩側(cè)還設(shè)有一對機(jī)翼4，兩機(jī)翼4的前端相對設(shè)置并通過控制兩者開 合的外齒15相嚙合，其中一機(jī)翼4的外齒15與主動齒輪I相嚙合，主動齒輪 I安裝在馬達(dá)I 13的轉(zhuǎn)軸上；兩機(jī)翼4的轉(zhuǎn)軸固定在支座12上，支座12套裝 在一旋轉(zhuǎn)軸ll上，該旋轉(zhuǎn)軸11連接在機(jī)身上，支座12下部設(shè)有調(diào)整機(jī)翼4與 機(jī)身之間角度的弧形齒輪16，該弧形齒輪16與主動齒輪II相嚙合，主動齒輪II 安裝在馬達(dá)II14的轉(zhuǎn)軸上，馬達(dá)I 13和馬達(dá)II14與主控裝置相連。兩機(jī)翼4能 夠通過馬達(dá)帶動，旋轉(zhuǎn)伸開、收縮；并能由支座12帶動實現(xiàn)前后傾斜，和機(jī)身 中線成一定角度。飛機(jī)轉(zhuǎn)體和穩(wěn)定飛行時的升力完全靠這兩個旋轉(zhuǎn)機(jī)翼來完成
5機(jī)翼的迎風(fēng)面采用流線型設(shè)計，以減小直升機(jī)飛行過程中的氣流阻力。機(jī) 翼前段迎風(fēng)，造成上表面流速快，壓強(qiáng)小，下表面流速相對慢，壓強(qiáng)大，提供
水平飛行時的升力。截面結(jié)構(gòu)如如圖4所示。
支座12與機(jī)身最大調(diào)整角度為15° ，以適于直升機(jī)的轉(zhuǎn)向過程中調(diào)整角度。 兩機(jī)翼.4張開的最大角度為90。，適于直升機(jī)高速飛行。機(jī)翼4完全打開
狀態(tài)如圖2所示。
本實用新型的直升機(jī)還包括定位機(jī)翼的電動插銷，用于機(jī)翼完全張開時的 定位。
本實用新型設(shè)計的機(jī)翼是直升機(jī)垂直上升和垂直上升到水平飛行轉(zhuǎn)向飛行 的要點，也是與現(xiàn)在的直升機(jī)的不同所在。本實用新型的直升機(jī)上升時，兩個 旋轉(zhuǎn)機(jī)翼收縮，整體機(jī)身處于平衡狀態(tài)，便于起飛；在達(dá)到一定高度(根據(jù)要 求提前設(shè)定)準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向到水平飛行時發(fā)出信號，緩緩使兩側(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼4傾斜， 最大傾斜角為15°時，由于此時機(jī)翼已經(jīng)受到一個斜向下的壓力，因此機(jī)身開 始緩慢轉(zhuǎn)向，此時再緩慢展開機(jī)翼4，使機(jī)翼4受到大氣的具有較大向上分力的 支持力，機(jī)身在這個力的作用下緩慢轉(zhuǎn)向，當(dāng)機(jī)身轉(zhuǎn)向達(dá)到30。(此時機(jī)身與 水平面角)時，由于此時機(jī)翼4傾斜的角度己經(jīng)較大，不便于提高水平飛行時 的速度，因此此時需要調(diào)整傾斜角度變小，控制傾斜角度減小到5° ，也就是水 平飛行時的迎角。
為了在水平飛行時機(jī)翼能夠固定，本實用新型還設(shè)置了一個由繼電器控制 的電動插銷來固定機(jī)翼4，其示意圖如圖5所示。電動插銷17包括動軸22、定 軸25，繞在動軸22上的彈簧線圈23，繞在定軸25上的線圈24，電源26和開 關(guān)27;斷電情況下，彈簧線圈23壓縮動軸22打開電動插銷17;通電情況下， 因斥力，電動插銷17插入機(jī)翼4。在機(jī)翼上和和在機(jī)翼4完全展開時接觸的機(jī) 身上分別安裝一個金屬片，在機(jī)翼4完全展開時兩個金屬片接觸，此時電動插 銷17作用固定機(jī)翼4。
當(dāng)直升機(jī)要降落時，發(fā)出信號繼電器起作用，拔開電動插銷17，馬達(dá)S1同 時加反向電壓，收縮機(jī)翼4，開始降落。該電動插銷17的工作過程如圖6所示 Jl和J2為單刀雙擲開關(guān)，Jl的作用是控制馬達(dá)的電壓方向，J2的作用控制馬達(dá)Sl和電動插銷電源的開關(guān)。當(dāng)飛機(jī)起飛時，J2接通馬達(dá)Sl，帶動旋轉(zhuǎn)機(jī)翼旋 轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到預(yù)定角度時，通過J2使電動插銷接通電源，伸出動軸，固定機(jī)翼。 當(dāng)降落，需要機(jī)翼收縮時，J2接通馬達(dá)S1，電動插銷此時沒有電流，動軸就會 縮回。然后再由J1控制電動馬達(dá)S1轉(zhuǎn)變電流方向，實現(xiàn)馬達(dá)S1翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)旋 轉(zhuǎn)機(jī)翼的收回。
由于此直升機(jī)具有的特點使其具有廣闊的用途及發(fā)展前景。在軍用方面已廣 泛應(yīng)用于對地攻擊、機(jī)降登陸、武器運送、后勤支援、戰(zhàn)場救護(hù)、偵察巡邏、 指揮控制、通信聯(lián)絡(luò)、反潛掃雷、電子對抗等。在民用方面應(yīng)用于短途運輸、 醫(yī)療救護(hù)、救災(zāi)救生、緊急營救、吊裝設(shè)備、地質(zhì)勘探、護(hù)林滅火、空中攝影 等。海上油井與基地間的人員及物資運輸是民用的一個重要方面。有這些優(yōu)點 主要是因為它的高速垂直起降和高速水平飛行。
旋轉(zhuǎn)機(jī)翼的工作原理起飛時，螺旋槳2提供升力，達(dá)到一定高度時，通 過馬達(dá)I 13轉(zhuǎn)動帶動整個裝置向一個方向傾斜，最大角度為15。。此時會收到 來自這個方向的壓力，飛機(jī)機(jī)身向相反方向旋轉(zhuǎn)(即轉(zhuǎn)向水平)。當(dāng)飛機(jī)旋轉(zhuǎn)過 15°時，然后開動馬達(dá)I114，帶動旋轉(zhuǎn)機(jī)翼展開，當(dāng)飛機(jī)機(jī)身轉(zhuǎn)到于水平方向 30°時，由主控裝置的單片機(jī)給馬達(dá)I 13加反向電壓，調(diào)整傾斜角度減小到5 ° ,即是水平飛行時的迎角。
降落時，先由單片機(jī)給馬達(dá)II14提供反向電壓，此時旋轉(zhuǎn)機(jī)翼收縮，在收縮 時同時給馬達(dá)I 13加反向電壓，使機(jī)翼4向相反方向傾斜，這時飛機(jī)機(jī)身向相反 方向旋轉(zhuǎn)(即轉(zhuǎn)向豎直)，當(dāng)機(jī)身豎直時，降低螺旋槳2的轉(zhuǎn)速，減小升力，飛 機(jī)緩慢下降。
如圖7所示，本實用新型的座椅為旋轉(zhuǎn)座椅，座椅18中部設(shè)有靠重力調(diào)整 座椅方位的轉(zhuǎn)軸20，轉(zhuǎn)軸20的兩端安裝在機(jī)身的艙壁21上。座椅18兩側(cè)還裝 有旋轉(zhuǎn)圓盤19，旋轉(zhuǎn)圓盤19也穿套在轉(zhuǎn)軸20上。由于飛機(jī)在起飛和降落時是 豎直的，當(dāng)水平飛行時機(jī)身為水平姿勢，故而里面的人會顛倒，為防止這樣的 問題發(fā)生，設(shè)計了這個旋轉(zhuǎn)座椅。
旋轉(zhuǎn)座椅的工作原理旋轉(zhuǎn)座椅的原理是利用重力保持座位始終保持豎直 向上。當(dāng)人坐在旋轉(zhuǎn)座椅上或沒人在椅子上時，整個座椅18的重心始終保持在旋轉(zhuǎn)圓盤19圓心的正下方。當(dāng)機(jī)身轉(zhuǎn)體時，由于重力作用，座椅會繞轉(zhuǎn)軸20 旋轉(zhuǎn)，始終保持豎直向上，坐在上面的人就不會隨著飛機(jī)機(jī)身的旋轉(zhuǎn)而翻滾顛 倒。
本實用新型的直升機(jī)可以裝備在航母上，由于是垂直起飛占用面積很小， 因此在同樣大小的地方可以多停放很多直升飛機(jī)，而且反應(yīng)速度塊。也可用在 一些搶險工作上，比如海上救援，森林滅火等。
權(quán)利要求1、一種直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，其特征是旋轉(zhuǎn)機(jī)翼為設(shè)置在機(jī)身兩側(cè)的一對機(jī)翼，兩機(jī)翼的前端相對設(shè)置并通過控制兩者開合的外齒相嚙合，其中一機(jī)翼的外齒與主動齒輪I相嚙合，主動齒輪I安裝在馬達(dá)I的轉(zhuǎn)軸上；兩機(jī)翼的轉(zhuǎn)軸固定在支座上，支座套裝在一旋轉(zhuǎn)軸上，該旋轉(zhuǎn)軸連接在機(jī)身上，支座下部設(shè)有調(diào)整機(jī)翼與機(jī)身之間角度的弧形齒輪，該弧形齒輪與主動齒輪II相嚙合，主動齒輪II安裝在馬達(dá)II的轉(zhuǎn)軸上，馬達(dá)I和馬達(dá)II與控制裝置相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，其特征是所述機(jī)翼的迎風(fēng)面采 用流線型設(shè)計。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，其特征是所述支座與機(jī)身最大 調(diào)整角度為15。。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，其特征是所述兩機(jī)翼張開的最 大角度為90。。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，其特征是還包括定位機(jī)翼的電動插銷。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，其特征是所述座椅為旋轉(zhuǎn)座椅，座椅中部設(shè)有靠重力調(diào)整座椅方位的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端安裝在機(jī)身的艙壁上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，其特征是所述座椅兩側(cè)還裝有旋轉(zhuǎn)圓盤，所述旋轉(zhuǎn)圓盤也穿套在轉(zhuǎn)軸上。
專利摘要本實用新型提供一種直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，它在保持直升機(jī)的懸停技術(shù)和垂直起降免跑道的優(yōu)點前提下，通過設(shè)計旋轉(zhuǎn)機(jī)翼，帶動機(jī)身轉(zhuǎn)體來實現(xiàn)高速水平飛行。該直升機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)為設(shè)置在機(jī)身兩側(cè)的一對機(jī)翼，兩機(jī)翼的前端相對設(shè)置并通過控制兩者開合的外齒相嚙合，其中一機(jī)翼的外齒與主動齒輪I相嚙合，主動齒輪I安裝在馬達(dá)I的轉(zhuǎn)軸上；兩機(jī)翼的轉(zhuǎn)軸固定在支座上，支座套裝在一旋轉(zhuǎn)軸上，該旋轉(zhuǎn)軸連接在機(jī)身上，支座下部設(shè)有調(diào)整機(jī)翼與機(jī)身之間角度的弧形齒輪，該弧形齒輪與主動齒輪II相嚙合，主動齒輪II安裝在馬達(dá)II的轉(zhuǎn)軸上，馬達(dá)I和馬達(dá)II與控制裝置相連。
文檔編號B64D11/06GK201380962SQ20092004157
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者呂開龍, 尹健龍, 晶 張, 張峰彬, 珍 潘, 趙素偉 申請人:南京信息工程大學(xué)