[发明专利]翼型尾梁

说明书

技术领域

本申请大体上涉及一种旋翼飞行器，尤其涉及一种用于直升机中的尾梁。

背景技术

传统的直升机通常包括一个或多个位于机身上方的主旋翼和设置在机身内部用于旋转主旋翼的发动机。在运行过程中，发动机对机身施加一个转矩，该转矩会导致机身相对于主旋翼反向旋转。在高能耗飞行时，也即，在非常低或非常高的速度飞行时，机身转矩最大。

在低速前进时，下降气流达到最大，从而需要更大的转矩控制以抵消机身转矩。在起飞、着陆、以及低速向前飞行时，尾旋翼是一种有效的控制机身转矩的反转矩装置。图1示出了传统的直升机1，其包括设置在机身上方的主旋翼2和通过尾梁3连接到机身尾节上的尾旋翼4。尾旋翼和相关的驱动系统的尺寸必须匹配低速飞行状态。由此，该尾旋翼通常比其他飞行状态中所需的更大且更重，并在高速飞行时会产生附加的阻力和功率损耗。这些因素累积起来会导致直升机性能的退化。

一些传统的直升机包括边条、鳍片、和/或其他适合控制机身转矩的装置。在高速飞行时，转矩控制可由气动表面比如鳍片提供。然而，在低速飞行时，这些表面是无效的。图2示出了直升机1中的尾梁3的横截面视图。辅翼5A和5B在尾梁3的外表面的旁边延伸，用来相对于尾梁横向引导下降的旋翼洗流。辅翼5A和5B使旋翼洗流相对于尾梁的横向重定向。边条和鳍片是用来抵消机身转矩的有效装置，但是边条和鳍片增加了飞行器的整机重量，由此需要主旋翼产生额外的提升力以补偿增加的重量。另外，增加的重量也减小了飞行器的提升能力。而且边条和鳍片具有额外的下载损耗，其与来自旋翼洗流的较高的竖直阻力有关。

其他直升机包括环流控制尾梁，该尾梁具有一个或多个位于尾梁内的内导管，以输送废气和/或其他类型的发动机驱动流体通过尾梁。被输送的流体通过一个或多个出口相对于尾梁横向流出尾梁。该环流尾梁提供了足够的反转矩，完全消除了对尾旋翼的需求；然而，该尾梁显著地增加了直升机的整机重量，从而增加了能量消耗并导致大多数应用的设计失效。

尽管上述研发显示了直升机反转矩器件领域的显著进步，但是仍旧存在许多缺点。

附图说明

作为本申请的特点的新颖性特征在随附的权利要求书中列出。然而，结合附图参考下述详细说明，将更好地理解申请本身、使用的优选方式以及其他目的和优点，附图中：

图1为传统直升机的侧视图；

图2为环绕图1中的尾梁的横截面流动的旋翼洗流的示意图；

图3为根据本申请的优选实施例的尾梁的俯视图；

图4为图3中的尾梁的左视图；

图5为图4中的尾梁的局部切开的视图；

图6为图5中的尾梁沿VI-VI线的横截面视图；

图7为图6中的尾梁具有副翼的替代实施例；

图8为环绕图6中的尾梁流动的旋翼洗流的示意图；

图9为传统直升机的俯视图；

图10为根据本申请的优选实施例的直升机的俯视图；以及

图11为图9中的直升机的替代实施例。

虽然本申请中的尾梁容易受到各种修改和替代，但是其具体实施方式已经以示例的方式在附图中示出并且在本文中被详细描述。但是，应该理解的是，本文对具体实施例的说明意图不在于将本发明限制在公开的具体实施例以内，正好相反，该发明意图是涵盖所有落入由随附的权利要求书所限定的本申请的方法的精神和范围内的修改、等同物和替代方式。

具体实施方式

本申请的尾梁克服了旋翼飞行器中的常规反转矩装置的常见缺点。具体来说，该尾梁是一种轻且有效的设备，其提供横向力以抵消机身转矩。这些特征通过提供近似机翼形状的尾梁而获得，其中第一侧面作为翼型的受压面，以在该表面附近形成高压区，同时第二侧面作为翼型的吸力面，以在该表面附近形成低压区。该两个压力区之间的压力不同导致了尾梁朝向低压区移动，进而，在与机身转矩相反的横向上转动尾梁。

参考附图并结合下面的描述将会更好地理解本申请的尾梁的结构和运行方法。文中给出了尾梁的几个实施例。应当理解的是，不同实施例中的各种组件、部件和特征可以结合在一起和/或彼此交换设置，所有的这些都涵盖在本申请的范围内，即使并非所有的变化和具体实施方式都在每一幅图中具体描述。

应该理解的是，尾梁的优选实施例是可操作地设置在直升机上。然而，尾梁也可容易且轻松地适用在其他类型的旋翼飞行器中。