專(zhuān)利名稱(chēng)：傾轉(zhuǎn)旋翼航空器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可垂直升降的飛機(jī)(convertiplane)——即具有可調(diào)節(jié)旋翼的混合航空器，該可垂直升降的飛機(jī)能夠選擇采取“飛機(jī)”配置和“直升機(jī)”配置；在“飛機(jī)”配置中，旋翼被定位為使旋翼的軸線與飛行器的縱向軸線大體上平行；在“直升機(jī)”配置中，旋翼被定位為使旋翼的軸線與飛行器的縱向軸線大體上垂直且交叉，因此該可垂直升降的飛機(jī)兼有固定機(jī)翼渦輪螺旋槳航空器和直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。調(diào)節(jié)所述可垂直升降的飛機(jī)的旋翼的能力使可垂直升降的飛機(jī)能夠像直升機(jī)一樣起飛和著陸——即不需要跑道和沿著非常陡峭的軌道起飛和著陸，以將地面噪聲降低到最小，且例如，甚至能夠在城區(qū)起飛和著陸；以及能像飛機(jī)一樣達(dá)到并維持約500km/h的巡航速度，或高于直升機(jī)的約300km/h的巡航速度的任何速度，和典型地7500米的巡航高度， 該巡航高度約是直升機(jī)巡航高度的兩倍，并使可垂直升降的飛機(jī)飛行在大多數(shù)云的形成層和大氣擾動(dòng)的上方。換言之，相對(duì)于傳統(tǒng)的直升機(jī)，可垂直升降的飛機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)近兩倍的巡航速度；對(duì)于給定的有效載荷和燃料供應(yīng)，大體兩倍的飛行距離和飛行時(shí)間，因此使其運(yùn)行成本低；和兩倍多的巡航高度，因此使其在大部分航程中對(duì)天氣條件(云、不穩(wěn)定氣流)不敏感。 另一方面，相對(duì)于傳統(tǒng)的飛機(jī)，可垂直升降的飛機(jī)具有能夠盤(pán)旋，和在受限的空間甚至在城區(qū)起飛和著陸的優(yōu)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
目前，大體已知兩種可垂直升降的飛機(jī)配置“傾轉(zhuǎn)旋翼(Tilt Rotor)”和“傾轉(zhuǎn)機(jī)翼(Tilt Wing)”，在“傾轉(zhuǎn)旋翼”配置下，機(jī)翼大體上保持固定，且僅有馬達(dá)-旋翼 (motor-rotor)總成與它們的發(fā)動(dòng)機(jī)艙一起轉(zhuǎn)動(dòng)；在“傾轉(zhuǎn)機(jī)翼”配置下，旋翼姿勢(shì)通過(guò)旋轉(zhuǎn)整個(gè)機(jī)翼推進(jìn)系統(tǒng)總成調(diào)節(jié)。EP-10577M公開(kāi)了一種傾轉(zhuǎn)機(jī)翼可垂直升降的飛機(jī)——即本發(fā)明參考的類(lèi)型，該專(zhuān)利描述了一種包括兩個(gè)馬達(dá)-旋翼總成的飛行器或可垂直升降的飛機(jī)，每個(gè)馬達(dá)-旋翼總成分別裝配到機(jī)翼部分，該馬達(dá)-旋翼總成被安裝以使該馬達(dá)-旋翼總成繞與飛行器的縱向軸線交叉的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)用于選擇性將馬達(dá)-旋翼總成分別設(shè)置成直升機(jī)配置或飛機(jī)配置。雖然結(jié)構(gòu)和功能毫無(wú)疑問(wèn)都是有效的，但是上述已知的可垂直升降的飛機(jī)具有幾個(gè)缺點(diǎn)設(shè)計(jì)復(fù)雜，因此制造成本相對(duì)較高。這主要是由于兩個(gè)單獨(dú)控制轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)翼部分的存在；和必須相互同步且必須以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)旋翼的兩個(gè)馬達(dá)-旋翼總成不能完全相同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種傾轉(zhuǎn)機(jī)翼可垂直升降的飛機(jī)，該飛機(jī)制造簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較小，組成部件大大減少，并提供消除前述缺點(diǎn)。本發(fā)明提供如權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)機(jī)翼可垂直升降的飛機(jī)，和優(yōu)選如直接或間接根據(jù)權(quán)利要求1的附屬權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的傾轉(zhuǎn)機(jī)翼可垂直升降的飛機(jī)。


下面結(jié)合附圖通過(guò)示例描述了本發(fā)明的非限制性實(shí)施例，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的傾轉(zhuǎn)機(jī)翼可垂直升降的飛機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖；圖2示出圖1可垂直升降的飛機(jī)的前視圖；圖3示出圖1可垂直升降的飛機(jī)的局部俯視圖；圖4示出圖1的細(xì)節(jié)的放大圖；圖5示出沿圖3的V-V線的截面放大圖；圖6示出沿圖5的VI-VI線的截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1至圖4中的數(shù)字1整體示出可垂直升降的飛機(jī)，該可垂直升降的飛機(jī)包括具有縱向軸線3的機(jī)身2 ；和頂部機(jī)翼4，如圖3更清楚地示出，該機(jī)翼包括大體上水平的固定部分5，該固定部分設(shè)在機(jī)身2的頂部中央并整體連接到機(jī)身2，和單個(gè)可移動(dòng)部分6，該可移動(dòng)部分在固定部分5的前面部分地延伸，并相對(duì)于固定部分5在與固定部分5大體上共面的下降位置(如圖1實(shí)線所示)和與固定部分5大體上垂直的升起位置(如圖1虛線所示)之間繞大體上的水平軸線7轉(zhuǎn)動(dòng)式安裝，該水平軸線與縱向軸線3交叉?？梢苿?dòng)部分6包括位于固定部分5的相對(duì)的兩側(cè)從機(jī)身2伸出的兩個(gè)半機(jī)翼8，且該半機(jī)翼由肋板(ribbed panel) 9限定的伸長(zhǎng)構(gòu)件整體連接，該肋板構(gòu)成整個(gè)機(jī)翼4的前緣，并包括在固定部分5的前部的中間部分10和兩個(gè)側(cè)向部分，每個(gè)側(cè)向部分分別沿它的后緣整體裝配到相應(yīng)的半機(jī)翼8。參考圖5和圖6，機(jī)翼4的固定部分5具有由變速器12的管狀變速箱11限定的支撐結(jié)構(gòu)，該變速器將容納在機(jī)身2內(nèi)的中央馬達(dá)13(圖4)連接到兩個(gè)旋翼14。馬達(dá)13在后部通過(guò)連接桿系統(tǒng)(未示出)裝配到機(jī)身2和在前部裝配到變速箱11，如下面所說(shuō)明。每個(gè)旋翼14分別裝配到相應(yīng)的引擎機(jī)艙15的端部，該引擎機(jī)艙分別裝配到相應(yīng)的半機(jī)翼8，并且每個(gè)旋翼以與另一旋翼14相反的方向分別繞相應(yīng)的軸線16轉(zhuǎn)動(dòng)，該相應(yīng)的軸線與另一軸線16平行并與軸線7垂直。變速箱11與軸線7同軸，并包括中央管狀殼體17，從該中央管狀殼體的相對(duì)的兩端延伸有與軸線7同軸的兩個(gè)管狀的截錐形(truncated-cone-shaped)體18，該兩個(gè)管狀的截錐形體18分別通過(guò)殼體17的相應(yīng)出口與殼體17的內(nèi)部連接，并在所述兩個(gè)管狀的截錐形體18較寬的一端在所述出口處整體連接到殼體17。變速箱11通過(guò)許多鉸接帶或連接桿裝配到機(jī)身2。更具體地，如圖5和圖6所示，機(jī)身2具有兩個(gè)外部的縱向軌19，該軌相對(duì)于機(jī)身2的垂直的縱向的對(duì)稱(chēng)平面對(duì)稱(chēng)設(shè)置；和在殼體17下面固定(anchor)在機(jī)身2的兩個(gè)并排的圓周叉(circumferential fork) 20。每個(gè)軌19與縱向軸線3大體上平行，并在相關(guān)的管狀體18的中間部分的下面延伸，該管狀體下面裝配有與縱向軸線3垂直的徑向叉21，進(jìn)而與兩個(gè)連接桿22和23的頂端裝配。連接桿22大體上是垂直的，并通過(guò)球面接頭M連接到相關(guān)的叉21，和通過(guò)球面接頭 25連接到對(duì)應(yīng)的軌19 ；而連接桿23在垂直于縱向軸線3并穿過(guò)軸線7的平面內(nèi)延伸，向機(jī)身2的垂直的縱向的對(duì)稱(chēng)平面傾斜，并通過(guò)與縱向軸線3平行的銷(xiāo)沈固定在相關(guān)的叉21， 和通過(guò)與相關(guān)的銷(xiāo)沈平行的銷(xiāo)27固定在對(duì)應(yīng)的叉20。每個(gè)管狀體18的下面也裝配有向后井向下傾斜的徑向叉觀(圖6)，該徑向叉進(jìn)而通過(guò)平行于軸線7的銷(xiāo)四與連接桿30的頂端裝配，連接桿30的底端通過(guò)與相關(guān)的銷(xiāo)四平行的銷(xiāo)32連接到相應(yīng)的叉31，該叉31裝配到相關(guān)的軌19。如圖6清楚地示出，連接桿22和30的軸線相對(duì)于軸線7是徑向的，這意味著連接桿22和30不能吸收施加到變速箱11繞軸線7的任何カ矩(moment)。板9的中央部分10在后部通過(guò)翼梁33關(guān)閉，從翼梁向后伸出兩個(gè)環(huán)形支架34， 該兩個(gè)環(huán)形支架相對(duì)于機(jī)身2的縱向的對(duì)稱(chēng)平面對(duì)稱(chēng)布置，并整體連接到翼梁33。每個(gè)支架34分別由相應(yīng)的管狀體18穿過(guò)以裝配，支架34分別通過(guò)圍繞軸7的球面軸承35連接至管狀體18，所述球面軸承由支架34支撐并裝配到與軸線7同軸的管狀體18。球面軸承 35的功能是允許可移動(dòng)部分6通過(guò)啟動(dòng)設(shè)備36相對(duì)于固定部分5繞軸線7轉(zhuǎn)動(dòng)，然而，該可移動(dòng)部分在使用中發(fā)生變形，該啟動(dòng)設(shè)備包括兩個(gè)千斤頂(jack) 37，每個(gè)千斤頂位于相關(guān)的支架34的平面內(nèi)，具有向上和向前傾斜的軸線38，并分別置于相應(yīng)的底叉39和相應(yīng)的頂部外叉40之間，該頂部外叉安裝到板9的中間部分10。雖然作為示例示出的底叉39比叉31高，但是底叉39優(yōu)選沿相應(yīng)的縱向軌19上的一點(diǎn)固定到機(jī)身2。在未示出的變體中，兩個(gè)千斤頂37可用單個(gè)中央千斤頂替代。形成變速器12的一部分的傳動(dòng)軸41與軸線7同軸延伸通過(guò)變速箱11，通過(guò)殼體 17支撐以轉(zhuǎn)動(dòng)，與管狀體18以轉(zhuǎn)動(dòng)的方式配合，在各個(gè)引擎機(jī)艙15內(nèi)延伸，和如圖2所示， 在每個(gè)引擎機(jī)艙15內(nèi)連接到與相關(guān)的軸線16同軸的軸42，和通過(guò)相應(yīng)的錐齒輪副43驅(qū)動(dòng)相關(guān)的旋翼14。如圖5所示，變速箱11具有由徑向管狀體部44限定的輸入，在徑向管狀體部?jī)?nèi)， 輸入軸45被安裝以轉(zhuǎn)動(dòng)并有角度地(angularly)連接到馬達(dá)13的驅(qū)動(dòng)軸46的輸出。輸入軸45與管狀體部44同軸，具有垂直于軸線7的軸線47，且一端通過(guò)容納在變速箱11內(nèi)部的錐齒輪副48連接到軸41，另一端通過(guò)彈性接頭49連接到驅(qū)動(dòng)軸46的自由立面。如圖6所示，在面向馬達(dá)13的ー側(cè)，管狀體部44具有叉(fork) 50，該叉的臂位于垂直于軸線7的平面內(nèi)(為示例目的，圖5示出叉50的臂在平行于軸線7的平面內(nèi))，并通過(guò)同軸銷(xiāo)51對(duì)應(yīng)地連接到另ー叉52的臂，該叉52從管狀扭轉(zhuǎn)體部53的自由端延伸，該管狀扭轉(zhuǎn)體部與馬達(dá)13的前端一體(integral)并與驅(qū)動(dòng)軸46同軸。由管狀體部44和53 —起限定鉸接的管狀體部54，該鉸接的管狀體部不僅允許變速箱11支撐馬達(dá)13的前部，而且充當(dāng)用于馬達(dá)13的抗轉(zhuǎn)設(shè)備，并有角度地(angularly) 鎖定變速箱11以防止當(dāng)千斤頂37工作時(shí)變速箱11繞軸線7與機(jī)翼4的可移動(dòng)部分6 — 起轉(zhuǎn)動(dòng)。憑借由叉50，52和銷(xiāo)51限定的鉸接接頭，在一側(cè)通過(guò)機(jī)翼4產(chǎn)生的彎曲力矩和在另ー側(cè)通過(guò)馬達(dá)產(chǎn)生的彎曲カ矩不能通過(guò)鉸接的管狀體部M傳輸。從上述結(jié)構(gòu)描述中將清楚地發(fā)現(xiàn)可垂直升降的飛機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)，不需要進(jìn)ー步解釋。然而，關(guān)于可垂直升降的飛機(jī)1的結(jié)構(gòu)和性能，重要的是要注意-通過(guò)板9整體連接并一起繞軸線7轉(zhuǎn)動(dòng)的半機(jī)翼8，減少了機(jī)翼4的組成部件的數(shù)量；以簡(jiǎn)單、低成本的方式且不需要同步設(shè)備地確保旋翼14的軸線16始終相對(duì)于縱向軸線3大體上相同傾轉(zhuǎn)；和使單個(gè)中央馬達(dá)13和變速器12的使用簡(jiǎn)便，該變速器具有中央變速箱11和與軸線7同軸的單個(gè)穿過(guò)軸線7的傳動(dòng)軸。-當(dāng)旋翼14分別通過(guò)獨(dú)立的馬達(dá)供給能量時(shí)，使用單個(gè)中央馬達(dá)13和變速器12 不僅省去了所需要的所有的同步設(shè)備，而且使兩個(gè)旋翼14都通過(guò)相同的變速設(shè)備供給能量，該變速器具有中央變速箱11和與軸線7同軸的單個(gè)穿過(guò)的傳動(dòng)軸41。也就是說(shuō)，必須以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)旋翼14，如果都通過(guò)以相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)相同的馬達(dá)供給能量，顯然所述兩個(gè)旋翼中的一個(gè)通過(guò)簡(jiǎn)單的錐齒輪副連接到相關(guān)的傳動(dòng)軸，而另一旋翼14 必須通過(guò)錐齒輪副以及能量反轉(zhuǎn)設(shè)備連接到相關(guān)的傳動(dòng)軸。另一方面，當(dāng)兩個(gè)旋翼14都分別通過(guò)錐齒輪副43連接到軸41時(shí)，使用單個(gè)穿過(guò)的傳動(dòng)軸41，兩個(gè)旋翼14自動(dòng)同步并以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要任何其它的機(jī)械和/或控制設(shè)備，這大大簡(jiǎn)化了操控，并大幅度減少了所使用的組成部件的數(shù)量并降低了其復(fù)雜性。-通過(guò)鉸接的管狀體部M也減少了所使用的組成部件的數(shù)量并降低了其復(fù)雜性， 如上所述，該鉸接的管狀體部不但充當(dāng)用于馬達(dá)13的前部的支撐，而且也充當(dāng)用于馬達(dá)13 的抗轉(zhuǎn)設(shè)備，以及用于防止變速箱11繞軸線7轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種可垂直升降的飛機(jī)(1)，包括機(jī)身O)，該機(jī)身具有第一軸線(3)；具有各自的軸G2)的兩個(gè)旋翼(14)；和用于驅(qū)動(dòng)所述旋翼(14)的驅(qū)動(dòng)裝置(12，13)；機(jī)翼G)，該機(jī)翼具有連接到所述機(jī)身(2)的固定部分(5)，和支撐所述旋翼(14)并連接到所述固定部分( 以繞第二軸線(7)轉(zhuǎn)動(dòng)的可移動(dòng)部分(6)，該第二軸線與所述第一軸線⑶和所述旋翼(14)的所述軸02)交叉；和用于使所述可移動(dòng)部分(6)繞所述第二軸線(7)在下降位置和升起位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)的啟動(dòng)裝置(37)，在所述下降位置和所述升起位置中，所述旋翼(14)的所述軸0 分別與所述第一軸線( 大體上平行和大體上交叉；所述可垂直升降的飛機(jī)(1)的特征在于，所述可移動(dòng)部分(6) —體形成，包括位于所述固定部分(5)的相對(duì)兩側(cè)的兩個(gè)半機(jī)翼(8)，且每個(gè)半機(jī)翼支撐對(duì)應(yīng)的所述旋翼(14)；和伸長(zhǎng)構(gòu)件(9)，該伸長(zhǎng)構(gòu)件沿所述整個(gè)機(jī)翼(4)延伸并將兩個(gè)所述半機(jī)翼(8)相互連接；且所述驅(qū)動(dòng)裝置(12，1 包括馬達(dá)裝置(1 和變速器(12)，該變速器進(jìn)而包括連接所述旋翼 (14)的所述軸G2)并與所述第二軸(7)同軸的傳動(dòng)軸01)。
2.如權(quán)利要求1所述的可垂直升降的飛機(jī)，其中，所述伸長(zhǎng)構(gòu)件(9)限定整個(gè)所述機(jī)翼 (4)的前緣，并包括在所述固定部分(5)的前面延伸的中央部分(10)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可垂直升降的飛機(jī)，其中，所述可移動(dòng)部分(6)通過(guò)圍繞所述第二軸線(7)并在所述第一軸線(3)的相對(duì)的兩側(cè)的兩個(gè)球面軸承(35)連接到所述固定部分(5)。
4.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的可垂直升降的飛機(jī)，其中，所述馬達(dá)裝置(1 包括單個(gè)中央馬達(dá)(13)，該中央馬達(dá)安裝到所述機(jī)身(2)并具有相對(duì)于所述傳動(dòng)軸Gl)徑向延伸的驅(qū)動(dòng)軸(46)。
5.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的可垂直升降的飛機(jī)，其中，所述傳動(dòng)軸Gl)通過(guò)相應(yīng)的錐齒輪副G3)直接連接到所述旋翼(14)的所述軸02)。
6.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的可垂直升降的飛機(jī)，其中，所述變速器(1 包括以轉(zhuǎn)動(dòng)方式連接到所述機(jī)翼的所述可移動(dòng)部分(6)的變速箱(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可垂直升降的飛機(jī)，其中，所述變速箱(11)限定用于所述機(jī)翼的所述可移動(dòng)部分(6)的支撐構(gòu)件，并通過(guò)所述機(jī)身(2)直接支撐。
8.如權(quán)利要求6或7所述的可垂直升降的飛機(jī)，其中，所述傳動(dòng)軸延伸通過(guò)所述變速箱(11)，該變速箱沿所述第二軸線(7)延伸；圍繞所述第二軸線(7)的兩個(gè)球面軸承 (35)安裝到所述可移動(dòng)部分(6)，并安裝到所述變速箱(11)以將所述可移動(dòng)部分(6)連接到所述變速箱(11)。
9.如權(quán)利要求6至8的任一項(xiàng)所述的可垂直升降的飛機(jī)，還包括置于所述變速箱(11) 和所述機(jī)身8 之間的鉸接支撐裝置(22，23，30)，以將所述可移動(dòng)部分(6)連接到所述機(jī)身⑵。
10.如當(dāng)附屬于權(quán)利要求4時(shí)的權(quán)利要求6至9的任一項(xiàng)所述的可垂直升降的飛機(jī)， 其中，所述變速箱(11)包括輸入軸(45)，該輸入軸繞垂直于所述第二軸線(7)的第三軸線 (47)轉(zhuǎn)動(dòng)，并有角度地連接到所述驅(qū)動(dòng)軸06)。
11.如當(dāng)附屬于權(quán)利要求4時(shí)的權(quán)利要求6至10的任一項(xiàng)所述的可垂直升降的飛機(jī)，其中，設(shè)有抗轉(zhuǎn)裝置(54)以防止所述變速箱(11)與所述機(jī)翼的所述可移動(dòng)部分(6) 一起繞所述第二軸線(7)轉(zhuǎn)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求10和11所述的可垂直升降的飛機(jī)，其中，所述抗轉(zhuǎn)裝置(54)包括所述馬達(dá)裝置(1 的管狀扭轉(zhuǎn)體部(5 ；所述管狀扭轉(zhuǎn)體部(5 與所述第三軸線G7)同軸。
13.如權(quán)利要求12所述的可垂直升降的飛機(jī)，其中，所述抗轉(zhuǎn)裝置(54)也包括所述變速箱(11)的管狀輸入體部G4)；所述管狀輸入體部G4)與所述第三軸線G7)同軸，并鉸接到所述管狀扭轉(zhuǎn)體部(5 以與所述管狀扭轉(zhuǎn)體部(5 —起形成限定抗轉(zhuǎn)裝置(54)的鉸接的管狀體部(54)。
全文摘要
一種可垂直升降的飛機(jī)(1)，具有具有第一軸線(3)的機(jī)身(2)；和具有各自的軸(42)并裝配到機(jī)翼(4)的兩個(gè)旋翼(14)，該機(jī)翼具有連接到機(jī)身(2)的固定部分(5)，和支撐旋翼(14)的可移動(dòng)部分(6)，該可移動(dòng)部分連接到固定部分(5)以繞第二軸線(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二軸線與第一軸線(3)和旋翼(14)的軸(42)交叉，該可移動(dòng)部分由位于固定部分(5)的相對(duì)的兩側(cè)的兩個(gè)半機(jī)翼(8)限定的一個(gè)整體形成，且每個(gè)半機(jī)翼支撐對(duì)應(yīng)的所述旋翼(14)，并且所述一個(gè)整體通過(guò)沿整個(gè)機(jī)翼(4)延伸的伸長(zhǎng)構(gòu)件(9)連接兩個(gè)半機(jī)翼(8)形成；旋翼(14)由馬達(dá)(13)通過(guò)變速器(12)供給能量，該變速器包括連接旋翼(14)的軸(42)并與第二軸線(7)同軸的傳動(dòng)軸(41)。
文檔編號(hào)B64C27/28GK102596718SQ201080045623
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者桑蒂諾·潘科蒂 申請(qǐng)人:阿萊尼亞·馬基公司