專利名稱：新型高速直升飛機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種飛行器，特別是一種新型高速直升飛機(jī)。
背景技術(shù)：
機(jī)械驅(qū)動(dòng)正常式直升機(jī)能垂直起降和懸停，但是迄今，現(xiàn)有正常式直升機(jī)由于誘 導(dǎo)阻力和廢阻大，飛行速度不超過370km/h，飛行速度低；現(xiàn)有的固定翼飛機(jī)飛行速度最高 已達(dá)3馬赫，飛行速度很高，但是起降均得滑跑較長的距離，且不能懸停。有翼式直升機(jī)、復(fù) 合式直升機(jī)、傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器均綜合了直升機(jī)和固定翼飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，但最高速度難以突破 550km/h，而且能耗很大、有效載荷小?，F(xiàn)有的固定翼飛機(jī)及直升飛機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑都較大。飛 碟式飛行器除了能隨意懸停，最大特點(diǎn)是能隨意很快改變飛行方向，并且?guī)缀蹩蛇_(dá)到無轉(zhuǎn) 彎半徑轉(zhuǎn)向，因而飛碟式飛行器機(jī)動(dòng)性很高，但飛碟式飛行器由于形狀阻力很大嚴(yán)重缺陷 是由于形狀阻力很大，導(dǎo)致飛行速度遠(yuǎn)比現(xiàn)有的固定翼飛機(jī)及直升飛機(jī)低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型公開一種新型高速直升飛機(jī)，旨在綜合現(xiàn)有機(jī)械驅(qū)動(dòng)正常式直升機(jī)、 固定翼飛機(jī)、飛碟的優(yōu)點(diǎn)，飛行速度更高、機(jī)動(dòng)性很高、航程長、經(jīng)濟(jì)、安全。本實(shí)用新型按下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。在機(jī)身前部設(shè)置兩副(同一直徑上的兩個(gè)槳葉為一副)共垂直軸線螺旋槳，簡稱 共垂直軸螺旋槳，螺旋槳由可控發(fā)動(dòng)機(jī)或壓縮氣體驅(qū)轉(zhuǎn)，螺旋槳的轉(zhuǎn)停和轉(zhuǎn)速可控；在機(jī)身 尾部設(shè)置可收張的水平尾翼或兩副共垂直軸螺旋槳及垂直尾翼，螺旋槳由可控發(fā)動(dòng)機(jī)或壓 縮氣體驅(qū)轉(zhuǎn)，螺旋槳的轉(zhuǎn)停和轉(zhuǎn)速可控，垂直尾翼帶方向舵或不帶方向舵但設(shè)置垂尾左噴 氣口和垂尾右噴氣口 ；在機(jī)身前部設(shè)置前左噴氣口、前右噴氣口 ；在機(jī)身內(nèi)或機(jī)身外設(shè)置 水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，從水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)引壓縮氣體經(jīng)控制閥門到所述所有噴氣口。所述新型高速直升飛機(jī)起飛時(shí)，對設(shè)置可收張的水平尾翼的這種飛機(jī)，先將水平 尾翼收回到與垂直尾翼平行相貼的位置，然后啟動(dòng)共垂直軸螺旋槳，兩幅螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方 向相反，空氣對旋轉(zhuǎn)的螺旋槳的反作用力造成的對機(jī)身的轉(zhuǎn)矩相抵消，在空氣動(dòng)力的作用 下，飛機(jī)垂直上升；到需要的高度可懸停，要前飛時(shí)，啟動(dòng)水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)水平飛行速度 達(dá)到一定時(shí)，張開水平尾翼，同時(shí)逐漸停轉(zhuǎn)一副螺旋槳，垂直尾翼的噴口噴出壓縮氣體以抵 消另一副保持旋轉(zhuǎn)的螺旋槳對機(jī)身造成的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)逐漸停轉(zhuǎn)的一幅螺旋槳直徑與機(jī)身長方 向垂直時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳并被鎖定成“固定翼”，當(dāng)該“固定翼”與水平尾翼產(chǎn)生的總升力能托 起整個(gè)飛機(jī)時(shí)，再使另一副旋轉(zhuǎn)的螺旋槳按前述的方法也變?yōu)椤肮潭ㄒ怼?，此后，飛機(jī)成為雙 固定翼飛機(jī)，它比正常式直升機(jī)的飛行廢阻阻力小得多，所以飛行速度可能達(dá)到700km/h 以上。所述新型高速直升飛機(jī)還可在上升的同時(shí)沿水平方向加速，當(dāng)上升到欲達(dá)的高度 和前飛到一定速度時(shí)，再按前述方法逐漸導(dǎo)入完全固定翼飛行模式。所述新型高速直升飛機(jī)降落時(shí)，先減速，再釋放一副“固定翼”(螺旋槳)使其旋轉(zhuǎn)，接著收回水平尾翼，再釋放另一幅“固定翼”(螺旋槳)使其旋轉(zhuǎn)，在此過程中，飛機(jī)俯沖 降落，當(dāng)水平速度減為零時(shí)，就可垂直降落；當(dāng)然，也可逐漸減小水平速度分量接近零時(shí)，再 垂直降落。降落過程中，可利用上升氣流驅(qū)動(dòng)螺旋槳帶動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的電機(jī)再生發(fā)電，回收 能量，此過程螺旋槳起到降落傘的作用。所述新型高速直升飛機(jī)飛行方向通過控制垂向直尾翼噴氣口噴出壓縮氣體來控 制，或者操縱方向舵控制。若控制垂向直尾翼左右噴氣口和前部設(shè)置左噴氣口、右噴氣口， 可使所述新型高速直升飛機(jī)向左或向右移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)360°掉頭。本實(shí)用新型有益的效果是1、本實(shí)用新型吸取了正常式直升機(jī)和、固定翼飛機(jī)、飛碟的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們的缺 點(diǎn)，能垂直起降，飛行速度更高更穩(wěn)定，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，乘載質(zhì)量大；使用這種飛機(jī)，所需公共機(jī) 場的面積很小。2、本實(shí)用新型的共軸雙螺旋槳，在飛機(jī)升降時(shí)作為升降螺旋槳，在飛機(jī)飛行時(shí)作 為固定翼，即在升降和飛行兩種工況下均起關(guān)鍵的升力功用，使用效率高，工作效率比非 共軸式高，產(chǎn)生的負(fù)面影響很小，且使飛機(jī)少了一個(gè)較大的升力部件，從而減輕了飛機(jī)的重 量，在升降和飛行兩種工況下的廢阻阻力小而節(jié)能，這些優(yōu)于有翼式直升機(jī)、復(fù)合式直升 機(jī)、傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器。3、所述新型高速直升飛機(jī)降落過程中，可再生發(fā)電，回收能量；4、本實(shí)用新型發(fā)動(dòng)機(jī)采用類似于永磁電機(jī)或超導(dǎo)電機(jī)的電機(jī)，有很多優(yōu)點(diǎn)能耗 小，不產(chǎn)生有害氣體、振動(dòng)小、噪音小、發(fā)熱較少、損耗小、效率高、重量小、檢修保養(yǎng)簡便、升 降飛行操縱性好；5、本實(shí)用新型采用共軸雙螺旋槳，其槳葉比單螺旋槳的短，減小了飛機(jī)尺寸，減輕 了槳葉重量(由于槳葉重量隨直徑尺寸呈三次方增大)，旋轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)小、噪音小，旋轉(zhuǎn)時(shí)槳 尖速度(切線速度)小，提高了螺旋槳的轉(zhuǎn)速，從而提高升力；另外共軸雙螺旋槳懸停效率 較高；6、本實(shí)用新型的飛機(jī)若在空中發(fā)生停車，高度開始下降，這時(shí)可立即先釋放一幅 螺旋槳成自由旋翼，隨著飛機(jī)下降，上升氣流沖刷自由旋翼使其旋轉(zhuǎn)，對飛機(jī)產(chǎn)生上拉力， 然后逐漸釋放另一幅螺旋槳成自由旋翼，兩副自由旋翼使飛機(jī)緩慢曼降落；在緊急情況下， 逐一釋放螺旋槳恢復(fù)到由可控發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，從而控制飛機(jī)平穩(wěn)降落；另外，共軸雙螺旋 槳飛機(jī)抗風(fēng)能力強(qiáng)，所以，本實(shí)用新型的飛機(jī)安全性很好。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中螺旋槳矩形上槳葉2或矩形下槳葉3的俯視圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一設(shè)置單水平發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)圖1的左視圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一設(shè)置雙水平發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)圖1的左視圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖1中螺旋槳馬刀形上槳葉2或下槳葉3的俯視圖；圖7為圖1中螺旋槳鳥翅形上槳葉2或下槳葉3的俯視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。實(shí)施例一如圖1示。在機(jī)身1前部設(shè)置兩幅共垂直軸線螺旋槳，簡稱共垂直軸螺 旋槳，槳葉為上漿葉2和下漿葉3，其典型形狀是矩形的，如圖2所示；上槳葉2與空心轉(zhuǎn)子 (相當(dāng)于槳轂)5聯(lián)接組成一副螺旋槳，轉(zhuǎn)子5與定子6組成此螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)；下槳葉3、 轉(zhuǎn)軸4及轉(zhuǎn)子7聯(lián)接組成另一副螺旋槳，轉(zhuǎn)軸4穿過空心轉(zhuǎn)子5的中孔，轉(zhuǎn)子7與定子8組 成此螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)；螺旋槳由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)轉(zhuǎn)，兩副共垂直軸螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反；在機(jī)身1 的尾部設(shè)置可收張的水平尾翼9及垂直尾翼10，垂直尾翼10帶方向舵或不帶方向舵但設(shè)置 垂尾左噴氣口 15和垂尾右噴氣口 16(圖1中垂尾左噴氣口 15向垂直紙里的投影和垂尾右 噴氣口 16重合)；在機(jī)身前部設(shè)置前左噴氣口 17、前右噴氣口 18(圖1中前左噴氣口 17向 垂直紙里的投影和前右噴氣口 18重合)；在機(jī)身內(nèi)或機(jī)身外設(shè)置水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，從水平 推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)引壓縮氣體經(jīng)控制閥門到垂尾左噴氣口 15、垂尾右噴氣口 16、前左噴氣口 17、 前右噴氣口 18 ；在機(jī)身外(或機(jī)身內(nèi))設(shè)置一臺水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖1的左視圖3示，此 發(fā)動(dòng)機(jī)由可控制的驅(qū)動(dòng)機(jī)13和它驅(qū)動(dòng)的軸14、渦輪11及殼體12組成，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪11 將空氣吸入，并從發(fā)動(dòng)機(jī)的尾噴口噴出，反作用力推飛機(jī)前進(jìn)。實(shí)施例二 在實(shí)施例一所述新型高速直升飛機(jī)的機(jī)身1橫向并列設(shè)置兩臺或多臺 水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖1的左視圖4示，每一臺均與實(shí)施例一所述的水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)相同。實(shí)施例三將實(shí)施例一和例二中所述螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)去掉，另外設(shè)計(jì)有氣道的槳 葉和槳轂、槳軸，氣道通到槳葉的槳尖噴口 ；從水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)引壓縮氣體經(jīng)控制閥門到槳 尖的噴口，壓縮氣體從槳尖噴口噴出，反作用力驅(qū)轉(zhuǎn)螺旋槳。實(shí)施例四如圖5示。沿機(jī)身19的縱向設(shè)置兩組共垂直軸螺旋槳，每一組與實(shí)施 例一至實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)相同；在機(jī)身內(nèi)或機(jī)身外可設(shè)置一臺或多臺水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)；在機(jī) 身19的尾部設(shè)置垂直尾翼，垂直尾翼帶方向舵或不帶方向舵但設(shè)置垂尾左噴氣口 20和垂 尾右噴氣口 21 (圖5中垂尾左噴氣口 20向垂直紙里的投影和垂尾右噴氣口 21重合)；在 機(jī)身前部設(shè)置前左噴氣口 22、前右噴氣口 23 (圖5中前左噴氣口 22向垂直紙里的投影和前 右噴氣口 23重合)；在機(jī)身內(nèi)或機(jī)身外設(shè)置水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，從水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)引壓縮氣 體經(jīng)控制閥門到垂尾左噴氣口 20、垂尾右噴氣口 21、前左噴氣口 22、前右噴氣口 23。實(shí)施例五對實(shí)施例四所述飛機(jī)，將前后兩組共軸螺旋槳下方的螺旋槳用同步軸 聯(lián)系或共氣道連通，上方的也同樣做，且使下方的螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向與上方的相反。這樣既能 保證所聯(lián)系的兩螺旋槳旋轉(zhuǎn)同速，使螺旋槳到固定翼過渡平穩(wěn)，又能保證驅(qū)動(dòng)螺旋槳的發(fā) 動(dòng)機(jī)有一臺發(fā)生故障時(shí)維持工作，保證飛行安全。實(shí)施例四和實(shí)施例五所述的飛機(jī)具有共軸式螺旋槳共有的優(yōu)點(diǎn)，還有以下顯著的 優(yōu)點(diǎn)1、實(shí)施例四和實(shí)施例五所述飛機(jī)起飛、飛行、降落的實(shí)現(xiàn)同實(shí)施例一至實(shí)施例五 任一實(shí)施例所述的，不同的是機(jī)身后部的螺旋槳轉(zhuǎn)變成固定翼后，其功能充當(dāng)水平尾翼，因 此不需再設(shè)置水平尾翼，減輕了飛機(jī)重量，降低成本；對實(shí)施例七所述飛機(jī)，可以使機(jī)身前 部一組螺旋槳同方向旋轉(zhuǎn)，而機(jī)身后部的一組螺旋槳同方向旋轉(zhuǎn)但與前一組的旋轉(zhuǎn)方向 反，這樣能使旋轉(zhuǎn)的螺旋槳對機(jī)身產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩抵消，在螺旋槳到固定翼過渡中也不必操控 垂直尾翼；[0032]2、作重型飛機(jī)用，有效載荷與總重量之比值大或者說單位運(yùn)輸率高；3、重心變化范圍可以較大，飛行更平穩(wěn)。實(shí)施例六對實(shí)施例一至五所述新型高速直升飛機(jī)，其上槳葉2或下槳葉3的形狀 還可做成如圖6所示的馬刀形或如圖7所示的鳥翅形或其它形狀，且設(shè)置控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使 上槳葉2或下槳葉3任一副中的一葉，在旋轉(zhuǎn)和“固定翼”相互轉(zhuǎn)變過程中沿槳葉長方向軸 線旋轉(zhuǎn)180°并鎖定，對矩形槳葉也可以這樣作；對如實(shí)施例四和實(shí)施例五所述的兩組其 軸式螺旋槳，可以采用同一種的槳葉，或采用不同種的槳葉組合之，組合的方式有多種，但 每一幅螺旋槳的槳葉的形狀相同，如兩組共軸式螺旋槳靠近機(jī)身的兩幅螺旋槳的槳葉為同 一種，而遠(yuǎn)離機(jī)身的另兩幅螺旋槳的槳葉同為另一種。
權(quán)利要求1.新型高速直升飛機(jī)，其特征是在機(jī)身前部設(shè)置兩副共垂直軸線螺旋槳，簡稱共垂 直軸螺旋槳，螺旋槳由可控發(fā)動(dòng)機(jī)或壓縮氣體驅(qū)轉(zhuǎn)，螺旋槳的轉(zhuǎn)停和轉(zhuǎn)速可控；在機(jī)身尾部 設(shè)置可收張的水平尾翼或兩副共垂直軸螺旋槳及垂直尾翼，螺旋槳由可控發(fā)動(dòng)機(jī)或壓縮氣 體驅(qū)轉(zhuǎn)，螺旋槳的轉(zhuǎn)停和轉(zhuǎn)速可控，垂直尾翼帶方向舵或不帶方向舵但設(shè)置垂尾左噴氣口 和垂尾右噴氣口 ；在機(jī)身前部設(shè)置前左噴氣口、前右噴氣口 ；在機(jī)身內(nèi)或機(jī)身外設(shè)置水平 推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，從水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)引壓縮氣體經(jīng)控制閥門到所述所有噴氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型高速直升飛機(jī)，其特征是在機(jī)身(1)前部設(shè)置兩幅共垂 直軸線螺旋槳，簡稱共垂直軸螺旋槳，槳葉為上漿葉(2)和下漿葉(3)，其典型形狀是矩形 的；上槳葉(2)與空心轉(zhuǎn)子(5)聯(lián)接組成一副螺旋槳，轉(zhuǎn)子(5)與定子(6)組成此螺旋槳 的發(fā)動(dòng)機(jī)；下槳葉(3)、轉(zhuǎn)軸(4)及轉(zhuǎn)子(7)聯(lián)接組成另一副螺旋槳，轉(zhuǎn)軸(4)穿過空心轉(zhuǎn) 子(5)的中孔，轉(zhuǎn)子(7)與定子(8)組成此螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)；螺旋槳由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)轉(zhuǎn)，兩副 共垂直軸螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反；在機(jī)身(1)的尾部設(shè)置可收張的水平尾翼(9)及垂直尾 翼(10)，垂直尾翼(10)帶方向舵或不帶方向舵但設(shè)置垂尾左噴氣口(15)和垂尾右噴氣口 (16)；在機(jī)身前部設(shè)置前左噴氣口(17)、前右噴氣口(18)；在機(jī)身內(nèi)或機(jī)身外設(shè)置水平推 進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，從水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)引壓縮氣體經(jīng)控制閥門到垂尾左噴氣口(15)、垂尾右噴氣口 (16)、前左噴氣口(17)、前右噴氣口(18)；在機(jī)身外或機(jī)身內(nèi)設(shè)置一臺水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，此 發(fā)動(dòng)機(jī)由可控制的驅(qū)動(dòng)機(jī)(13)和它驅(qū)動(dòng)的軸(14)、渦輪(11)及殼體(12)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述新型高速直升飛機(jī)，其特征是在所述高速直升飛機(jī)的機(jī) 身(1)橫向并列設(shè)置兩臺或多臺水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述新型高速直升飛機(jī)，其特征是將所述螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè) 計(jì)成有氣道的槳葉和槳轂、槳軸，氣道通到槳葉的槳尖噴口 ；從水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)引壓縮氣體 經(jīng)控制閥門到槳尖的噴口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述新型高速直升飛機(jī)，其特征是沿機(jī)身(19)的縱向設(shè)置兩 組共垂直軸螺旋槳；在機(jī)身內(nèi)或機(jī)身外可設(shè)置一臺或多臺水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)；在機(jī)身(19)的 尾部設(shè)置垂直尾翼，垂直尾翼帶方向舵或不帶方向舵但設(shè)置垂尾左噴氣口(20)和垂尾右 噴氣口(21)；在機(jī)身前部設(shè)置前左噴氣口(22)、前右噴氣口(23)；在機(jī)身內(nèi)或機(jī)身外設(shè)置 水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，從水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)引壓縮氣體經(jīng)控制閥門到垂尾左噴氣口(20)、垂尾右 噴氣口(21)、前左噴氣口(22)、前右噴氣口(23)。
專利摘要新型高速直升飛機(jī)，其特征是在流線型機(jī)身前部設(shè)置兩副共垂直軸線螺旋槳，簡稱共垂直軸螺旋槳，螺旋槳由可控發(fā)動(dòng)機(jī)或壓縮氣體驅(qū)轉(zhuǎn)，螺旋槳的轉(zhuǎn)停和轉(zhuǎn)速可控；在機(jī)身尾部設(shè)置可收張的水平尾翼或兩副共垂直軸螺旋槳及垂直尾翼，螺旋槳由可控發(fā)動(dòng)機(jī)或壓縮氣體驅(qū)轉(zhuǎn)，螺旋槳的轉(zhuǎn)停和轉(zhuǎn)速可控，垂直尾翼帶方向舵或不帶方向舵但設(shè)置垂尾左噴氣口和垂尾右噴氣口；在機(jī)身前部設(shè)置前左噴氣口、前右噴氣口；在機(jī)身內(nèi)或機(jī)身外設(shè)置水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，從水平推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)引壓縮氣體經(jīng)控制閥門到所述所有噴氣口。所述新型高速直升飛機(jī)，飛行速度更高、更機(jī)動(dòng)、航程長、節(jié)能、安全、噪音小。
文檔編號B64C27/10GK201882248SQ20102056991
公開日2011年6月29日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者劉新廣 申請人:劉新廣