總距控制雙主旋翼尾部v型雙斜置螺旋槳直升機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能垂直升降、懸停、向前飛行、向后飛行，向側(cè)面飛行的總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機。
【背景技術(shù)】
[0002]目前公知的能實現(xiàn)垂直升降、懸停、向前飛行、向后飛行，向側(cè)面飛行的成功方法有單旋翼直升機，它的水平旋翼轉(zhuǎn)速、旋翼槳距可以被控制。它通過總距控制和發(fā)動機油門控制垂直升降、通過周期變距控制，改變升力矢量，控制向前飛行、向后飛行，向側(cè)面飛行。由旋轉(zhuǎn)面垂直的尾螺旋槳抵消水平旋翼的扭矩，并實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)動。其缺點是槳盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，周期變距控制水平旋翼的迎角的方式增加了水平旋翼的振動和噪音，陀螺效應(yīng)使操作困難。旋轉(zhuǎn)面垂直的尾部螺旋槳不產(chǎn)生垂直方向的升力，直升機重心位置變化易影響穩(wěn)定飛行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了減少振動和重心位置變化對飛行穩(wěn)定的影響，本發(fā)明提供一種總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機。該直升機因主旋翼槳轂沒有周期變距裝置，減少了機體的振動，尾部增加了可縱向配平的旋轉(zhuǎn)面成V型雙螺旋槳，由于采用雙主旋翼和尾部V型雙斜置螺旋槳增加了橫向穩(wěn)定和縱向穩(wěn)定，減少了重心位置變化對飛行穩(wěn)定的影響。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:采用橫列式結(jié)構(gòu)，一對反向旋轉(zhuǎn)的主旋翼，它們分別設(shè)置在橫向支架的兩端，橫向支架的中央設(shè)置機身。兩主旋翼(每個主旋翼可以是兩個槳葉或以上，為簡化畫圖，每個主旋翼以兩個槳葉為例子)以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，扭矩互相抵消，陀螺效應(yīng)也互相抵消。主旋翼采用總距控制同時相等地朝相同方向改變每個水平槳葉的迎角，同時改變每個水平槳葉升力的大小。每個主旋翼的總距獨立控制，兩主旋翼以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，控制左右主旋翼的總距變化改變左右主旋翼的升力，實現(xiàn)控制橫滾。
[0005]由于主旋翼不采用周期變距裝置和相等轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，主旋翼不能控制俯仰和方向。需要在機身后設(shè)置左右兩個尾部，尾部各設(shè)置一個螺旋槳，兩個螺旋槳反向旋轉(zhuǎn)，螺旋槳的旋轉(zhuǎn)面傾斜設(shè)置(旋轉(zhuǎn)面與直升機機身縱向線平衡，與水平面夾角絕對值小于90°)，兩個螺旋槳的旋轉(zhuǎn)面成V型結(jié)構(gòu)，以下稱斜置螺旋槳。兩個反向旋轉(zhuǎn)的斜置螺旋槳轉(zhuǎn)速相同，扭矩互相抵消，陀螺效應(yīng)也互相抵消。斜置螺旋槳可獨立控制總距，兩個反向旋轉(zhuǎn)的斜置螺旋槳轉(zhuǎn)速相同，通過控制總距，調(diào)節(jié)左右旋轉(zhuǎn)面成V型的斜置螺旋槳的升力。斜置螺旋槳的升力分解為垂直方向的分力和水平橫向的分力。兩個反向旋轉(zhuǎn)的斜置螺旋槳在垂直方向的合力實現(xiàn)控制俯仰和縱向配平，水平橫向的合力實現(xiàn)控制方向。
[0006]橫向，縱向，方向可控，控制油門的大小就可實現(xiàn)垂直升降和懸停。
[0007]通常重心設(shè)置在兩主旋翼旋轉(zhuǎn)面中心連線之后，兩主旋翼產(chǎn)生抬頭力矩，通過控制尾部V型斜置螺旋槳的總距，使斜置螺旋槳槳葉攻角為正，尾部V型斜置螺旋槳垂直方向的分力合力向上，產(chǎn)生低頭力矩，抵消兩主旋翼產(chǎn)生的抬頭力矩。如果重心位置變化，縱向移動到兩主旋翼旋轉(zhuǎn)面中心連線之前，兩主旋翼產(chǎn)生低頭力矩，通過控制尾部V型斜置螺旋槳的總距，使兩斜置螺旋槳槳葉攻角為負，尾部V型斜置螺旋槳垂直方向的分力合力向下，產(chǎn)生抬頭力矩，抵消兩主旋翼產(chǎn)生的低頭力矩。使機體保持縱向平衡，實現(xiàn)控制俯仰和縱向配平。
[0008]兩個斜置螺旋槳可獨立控制總距，兩個反向旋轉(zhuǎn)的斜置螺旋槳轉(zhuǎn)速相同，斜置螺旋槳的總距相同，左右斜置螺旋槳的升力相同，左右斜置螺旋槳的升力在水平橫向的分力大小相等方向相反，機體保持方向。增大左邊斜置螺旋槳的總距，同時減小右邊斜置螺旋槳的總距，保持總升力不變，左邊斜置螺旋槳的升力大于右邊斜置螺旋槳的升力，左邊斜置螺旋槳在水平橫向的分力大于右邊斜置螺旋槳在水平橫向的分力，兩水平橫向分力的合力向右，機頭向左轉(zhuǎn)。同理，增大右邊斜置螺旋槳的總距，同時減小左邊斜置螺旋槳的總距，保持總升力不變，右邊斜置螺旋槳的升力大于左邊斜置螺旋槳的升力，右邊斜置螺旋槳在水平橫向的分力大于左邊斜置螺旋槳在水平橫向的分力，兩水平橫向分力的合力向左，機頭向右轉(zhuǎn)。實現(xiàn)方向控制。
[0009]本發(fā)明的有益效果是，由于主旋翼槳轂不設(shè)置周期變距裝置，直升機的主旋翼槳轂結(jié)構(gòu)簡單重量減輕，可以減少主旋翼的振動，并降低噪音。一對反向旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速相同的主旋翼，扭矩互相抵消，陀螺效應(yīng)也互相抵消，并可降低前行槳葉和后行槳葉的升力不平衡現(xiàn)象對飛行的影響，低速飛行適合采用柔性無鉸式旋翼(為配合高速水平飛行，依然采用常規(guī)直升機的揮舞鉸接裝置)，橫列式結(jié)構(gòu)的主旋翼減少了兩主旋翼下洗氣流的互相影響，增加了橫向穩(wěn)定性，直升機的重心橫向位置可變的范圍增大，V型尾翼有縱向配平作用，直升機的重心縱向位置可變的范圍增大。由于扭矩抵消，陀螺效應(yīng)抵消，并且有獨立的橫滾控制，俯仰控制，方向控制，本發(fā)明的旋翼直升機的控制類似固定翼的控制方式，直升機的操控比較容易。
[0010]下面結(jié)合附圖(設(shè)空間直角坐標系xyz中，z為垂直軸，y為水平橫軸，X為水平縱軸)和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0011 ]圖1是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機(雙尾螺旋槳雙支架寬距)的三視圖。
[0012]圖2是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機的橫滾控制原理圖(省略圖無畫尾部雙斜置螺旋槳)。
[0013]圖3是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機的向左側(cè)飛時主旋翼升力分解示意圖(省略圖無畫尾部雙斜置螺旋槳)。
[0014]圖4是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機的向右側(cè)飛時主旋翼升力分解示意圖(省略圖無畫尾部雙斜置螺旋槳)。
[0015]圖5是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機的尾部斜置螺旋槳的升力分解圖。
[0016]圖6是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機的重心在兩主旋翼旋轉(zhuǎn)面中心連線之后的縱向配平和俯仰控制原理圖。
[0017]圖7是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機的重心在兩主旋翼旋轉(zhuǎn)面中心連線之前的縱向配平和俯仰控制原理圖。
[0018]圖8是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機向前飛時主旋翼升力分解示意圖。
[0019]圖9是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機向后飛時主旋翼升力分解示意圖。
[0020]圖10是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機的方向控制原理圖。
[0021]圖11是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機(雙尾螺旋槳雙支架窄距)的三視圖。
[0022]圖12是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部倒V型雙斜置螺旋槳直升機(雙尾螺旋槳單支架)的三視圖。
[0023]圖13是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部V型雙斜置螺旋槳直升機(雙尾螺旋槳單支架)的三視圖。
[0024]圖14是本發(fā)明總距控制雙主旋翼尾部同軸雙水平安裝螺旋槳直升機(雙尾螺旋槳單支架)的三視圖。
[0025]圖中1.右邊主旋翼，2.左邊主旋翼，3.右邊尾部斜置螺旋槳，4.左邊尾部斜置螺旋槳，5.尾部斜置螺旋槳支架垂直段，6.主旋翼支架垂直段，7.尾部螺旋槳縱向支架，8.主旋翼橫向支架，9.起落架，10.主機身，11.尾部上邊水平安裝螺旋槳，12.尾部下邊水平安裝螺旋槳，13.尾部斜置螺旋槳V型支架，14.尾部平置螺旋槳型支架垂直段，P.直升機重心，F(xiàn)l.右邊主旋翼升力，F(xiàn)2.左邊主旋翼升力，F(xiàn)lz.右邊主旋翼升力在垂直方向的分力，F(xiàn)2z.左邊主旋翼升力在垂直方向的分力，F(xiàn)ly.右邊主旋翼升力在水平橫向方向的分力，F(xiàn)2y.左邊主旋翼升力在水平橫向方向的分力，F(xiàn)ix.右邊主旋翼升力在水平縱向方向的分力，F(xiàn)2x.左邊主旋翼升力在水平縱向方向的分力，F(xiàn)3.右邊尾部斜置部螺旋槳升力，F(xiàn)4.左邊尾部斜置螺旋槳升力，F(xiàn)3z.右邊尾部斜置螺旋槳升力在垂直方向的分力，F(xiàn)3y.右邊尾部斜置螺旋槳升力在水平橫向方向的分力，F(xiàn)4z.左邊尾部斜置螺旋槳升力在垂直方向的分力，F(xiàn)4y.左邊尾部斜置螺旋槳升力在水平橫向方向的分力。
[0026]在圖1中主機身(10)設(shè)置在主旋翼橫向支架(8)的中段，左右末端連接主旋翼支架垂直段(6)，垂直段頂端安裝主旋翼，分別是右邊主旋翼(I)和左邊主旋翼(2)，兩主旋翼以相反的方向、相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，扭矩互相抵消，陀螺效應(yīng)也互相抵消。兩主旋翼分別設(shè)置總距控制器，在兩主旋翼以相反的方向、相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，通過總距控制器分別控制右邊主旋翼(I)升力Fl的大小和左邊主旋翼(2)升力F2的大小，在相同油門下可使右邊主旋翼
(I)升力Fl和左邊主旋翼(2)升力F2相同或產(chǎn)生差動，用于控制橫滾和橫向配平。
[0027]重心P通常設(shè)置在兩主旋翼旋轉(zhuǎn)面中心連線之