[发明专利]一种共轴式双旋翼直升机

说明书

技术领域

本发明属于航空飞行器的技术领域，涉及直升飞机的技术，更具体地说，本发明涉及一种共轴式双旋翼直升机。

背景技术

直升机是一种由旋翼产生升力和推进力而进行飞行的航空器，与固定翼飞机相比，其重要特点在于，直升机可以实现空中悬停。主要有单旋翼直升机和双旋翼直升机两种类型：

单旋翼直升机一般采用尾桨来抵消主旋翼产生的反扭矩。单旋翼带尾桨直升机的一个突出问题是其自身的不稳定性。单旋翼直升机绕旋翼轴的转动惯量很大，一般完全依赖尾桨来平衡反扭矩。尾桨是单旋翼直升机飞行安全的最大挑战，主旋翼失去动力，直升机还可以自旋着陆；但尾桨一旦失去动力，那直升机就要打转转，失去控制。另外，尾桨还耗用相当一部分的发动机动力。

双旋翼直升机采用两个反向旋转的旋翼，按其排列方式，可分为纵列式、横列式、交叉式和共轴式四大类型。共轴式双旋翼直升机药基本特征是：两副完全相同的旋翼，一上一下安装在同一根旋翼轴上，两旋翼间有一定间距。两副旋翼的旋转方向相反，它们的反扭矩可以互相抵消。这样，就用不着再装尾桨了。直升机的航向操纵靠上下两旋翼总距的差动变化来完成。

共轴式双旋翼直升机主要优点是发动机的全部功率都用来驱动旋翼，空气动力对称，悬停效率高，机械振动小，噪声低。这种直升机可以采用无尾桨的结构，所以也就不需要装长长的尾梁，机身长度也可以大大缩短。

共轴式双旋翼直升机的主要缺点是操纵机构复杂。而且由于飞行时前行桨叶和后行桨叶产生的非对称升力，上下旋翼的旋转平面有在一侧发生交会造成桨叶碰撞的危险。另外，两副旋翼的废阻面积较大，这样就限制了直升机的最大平飞速度。

发明内容

本发明提供一种共轴式双旋翼直升机，其目的是减少上下旋翼碰撞的危险，同时具有较小的废阻面积并进而获得较高的升力系数。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的共轴式双旋翼直升机，包括安装在机身上部的旋翼轴，所述旋翼轴包括外转轴和内转轴，所述旋翼轴上设有上旋翼和下旋翼，所述内转轴和外转轴之间通过轴承相互连接，所述的上旋翼安装在所述的内转轴上，所述的下旋翼安装在所述的外转轴上；所述上旋翼的浆叶长度小于下旋翼的桨叶的长度。

所述的上旋翼在所述的内转轴上通过桨毂安装回转方向均匀分布的四个桨叶；所述的下旋翼在所述外转轴上通过桨毂安装回转方向均匀分布的三个桨叶。

所述上旋翼、下旋翼之间的桨距分别通过上旋翼自动倾斜器、下旋翼自动倾斜器控制，所述上旋翼自动倾斜器安装在上旋翼和下旋翼之间，所述下旋翼自动倾斜器安装在下旋翼的下部。

所述外转轴和内转轴分别由发动机经过不同传动比的动力传输装置驱动。

所述的上旋翼自动倾斜器、下旋翼自动倾斜器的结构相同，均由球形铰链或万向节、内环、外环、扭力臂及若干拉杆组成。

所述的发动机至外转轴的传动比大于发动机至内转轴传动比。

所述发动机的输出轴上安装第一锥形齿轮，且所述第一锥形齿轮分别与外传动轴锥形齿轮及内传动轴锥形齿轮相啮合，所述的外传动轴锥形齿轮通过同轴安装的圆柱齿轮与安装在外转轴上的外转轴齿轮传动连接；所述的内传动轴锥形齿轮通过同轴安装的圆柱齿轮与安装在内转轴上的内转轴齿轮传动连接。

所述的共轴式双旋翼直升机设有尾桨，所述的尾桨为涵道式尾桨，其结构是将尾浆桨叶嵌入机尾的涵道内，所述的涵道的贯通方向为垂直于直升机机身的纵剖面。

本发明采用上述技术方案，其结构简单，通过对上旋翼桨叶的长度、数量、旋转速度、材质的进行的实质性改进，使得操纵机构简单，避免了发生上下旋翼干涉造成桨叶碰撞的危险，同时两副旋翼的废阻面积较小，提高了直升机的上升动力、最大平飞速度和直升机的综合性能。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明中的上、下旋翼的平面结构示意图；

图2为本发明中上、下旋翼自动倾斜器的结构示意图；

图3为本发明中的传动装置的结构示意图。

图中标记为：

1、外转轴，2、内转轴，3、上旋翼，4、下旋翼，5、上旋翼自动倾斜器，6、下旋翼自动倾斜器，7、第一锥形齿轮，8、外传动轴锥形齿轮，9、内传动轴锥形齿轮，10、外转轴齿轮，11、外转轴齿轮。

具体实施方式