[发明专利]旋变翼扑翼直升机

说明书

本发明属飞行器类。

飞机的发明实现了人类飞行的梦想。但因其昂贵的造价和对驾驶的专业化要求及诸多条件限制，使业外人士少敢问津。

千百年来，人类渴望像鸟儿一样自由地在天空中飞翔。自达芬奇以来，人 们始终未曾放弃对制造朴翼飞行器的尝试。所以鲜有成功者，均在于人们难以模仿鸟类飞行时鸟翼运动的复杂轨迹。造出的飞行器，要么机翼下扑时产生的升力与机翼抬起时产生的负升力相互抵消；或者升力不足以克服自身和荷载的重力而不堪实用。

本发明意在设计一种装置，从原理上近似模拟鸟类在飞行时鸟翼的动作变化(以下简称变翼)。使飞机翼面在与气流做相对运动时气流对翼面的作用力方向始终朝向飞机的上方(通常是与重力相反的方向)。这一装置的名称叫“变翼驱动器”。

变翼驱动器的作用是产生与飞机姿态同步的力和相关的作动变量，通过连动装置和变翼作动件，控制机翼角度的变化，使翼板与气流作相对运动时气流对翼面的作用力始终朝向飞机的上方(这种力及作动变量简称“作动量”)。因变翼驱动器产生的升力与飞机的水平速度无关，故该飞行器据有垂直起降功能。

技术说明

一变翼驱动器

变翼驱动器有两种设计方案：槽轨式和凸轮式

〔一〕槽轨式变翼驱动器

槽轨式变翼驱动器由两部分组成：导向机，轮毂

〖一〗结构

(一)导向机

1：结构

图1是导向机的左视图；图2是导向机的右视图。

(1)机体：机体是一侧面刻有凹槽的筒状机件

(2)槽轨：用以确定物体空间位置的凹槽

2：作用机理

(1)：图解：图·3是机体侧面展开图

其中Y至Y1是机体的周长。设其半径为R；R＝1；则Y1Y＝2Л

YAY＝Y1YA＝Л(槽轨1/2周长)

YO＝YAO＝Л/2

OX＝1

曲线是半径为R，R＝1的正弦曲线。

(2)：说明：将滑块插入凹槽，在外力作用下，滑块在凹槽内自Y向Y1方向运动(相当于滑块绕机体做圆周运动)。在槽壁的推动下，滑块将同时做OX方向的运动(相当于滑块对机体做横向运动，与螺母在螺栓上旋进同理)。其位移量有如下规律

在Y至YA区间(滑块绕机体运动半周，Л弧度)，位移量遵从正弦变量，最大值为1(弧度处于Л/2时)。

在YA至Y1区间(滑块绕机体做圆周运动Л至2Л弧度，下半周期)，滑块位移量为0。

倘机体空间位置确定(固定不动)，凹槽内各点空间位置自然确定。滑块绕机体在凹槽内绕机体运动，则滑块的横向位移量将与机体同步做周期变化。若将这种力和位移量用以改变机翼角度(变翼)，这一力及位移量即前文所说的“变翼作动量”。由于导向机机体相对飞机空间位置确定(导向机机体固定于飞机上)。则变翼作动量输出将始终与飞机姿态保持一致(同步性)。

(二)轮毂

轮毂是一圆筒状机件，用以安装可旋转的翼轴及变翼作动件(即齿条，齿轮)，是变翼系统的执行部分。

1：结构

图4是轮毂的正视图；图5是轮毂的侧视图。其中

1轮毂毂体，2槽孔，4齿条，5齿轮，6翼轴，7翼板(局部)

〖二〗系统组合

将轮毂同心套装于导向机外，将滑块穿过槽孔插入凹槽，则滑块的作动量即可通过轮毂的槽孔传递给变翼作动件。

〖三〗做动过程

图6图7是轮毂侧面展开示意图(局部，4个翼轴之一)。其中：

1：轮毂体，2：槽孔，3：连接齿条穿过轮毂槽孔插入导向机凹槽内的滑块，4：齿条，5：齿轮，6：翼轴7：翼板；0-N表示变翼作动量使齿条产生的位移距离及齿轮旋转所对应的弧长，a：翼板旋转角度。

滑块在轮毂槽孔推动下绕导向机作圆周运动，同时又被凹槽槽壁推动做横向运动，带动齿条做横向运动(移动距离为N)，与之啮合的齿轮则带动翼轴旋转，而固定于翼轴上的翼板角度将随之改变，角变量a为Л/2(0-90度角)。如图6