[发明专利]共轴反桨球形飞行器传动系统

说明书

共轴反浆球桨形飞行器传动系统，它是由竖直轴、起落架，内轴承、外轴承、齿轮、转轴、中央机舱及对称转动机构所组成。对称传动机构中的齿轮、转轴、飞轮对称配置，两主动齿轮分别由同型号两发动机分别驱动；上位螺旋桨传动机构和下位螺旋桨传动机构分别用球面传动面来传递动力，上位螺旋桨传动机构和下位螺旋桨传动机构的转动惯量相同，两球面传动面分别安装于内轴承和外轴承上，内轴承和外轴承绕一竖直轴转动，对称传动机构及两发动机均安装于球壳内，球形机舱设置在飞行器桨盘中央位置。球形飞行器具有空中摩托之称，体积小、重量轻，机动性好。适合边防巡逻、灾情急求、旅游观光、森林防火、交通疏导、穿越雷处、高空拍摄、追踪逃犯等场合。

技术领域

本发明属于飞行器类，具体涉及一种共轴反桨球形飞行器F1型传动系统。

背景技术

单旋翼直升机的旋翼系统由主旋翼、尾旋翼和稳定陀螺仪组成。单旋翼直升机尾旋翼是为了抵消主旋翼旋转时产生反向力矩。因此尾旋翼旋转动时要额外消耗一部分功率；单旋翼直升机的尾桨直径为主旋翼的16％-22％，这样，假设尾旋翼桨盘紧邻主旋翼桨盘，则单旋翼直升机主旋翼桨盘最前端到尾旋翼桨盘最后端是主桨盘直径的1.16-1.22倍，长长尾梁的传动结构复杂，飞行过程中尾梁振动和变形是引起传动机构的故障隐患。针对单旋翼直升机的缺陷，目前，人们设计共轴反桨直升机，它是由一正一反的上下两副机翼构成，这种直升机无需尾翼。由于上下旋翼转向相反，两副旋翼产生的扭矩在航向不变飞行状态下相互平衡，改变飞行航向通常是通过上下机翼总距差动产生不平衡扭矩来实现操纵的。共轴反桨双旋翼直升机上述特征决定了它与传统的单机翼、带尾桨直升机相比有着自身的特点。20世纪40年代初，这种结构引起了航空爱好者极大的兴趣，并试图其将变成可实用的飞行器。然而由于当时人们对共轴反桨气动特性认识的缺乏以及在结构设计方面遇到的困难，许多设计者最终放弃了努力，而在很长一段时间内对共轴反桨直升机的研究仍停留在实验阶段。由于共轴反桨直升机需要解决两螺旋桨桨叶的 周期变距及变总距问题，结构非常复杂，也非常难于实现。迄今为止，也只有俄罗斯独家掌握了载人直升机共轴式螺旋桨技术。如目前投入使用的俄罗斯的卡-28。共轴反桨直升机有很大的优点：共轴反桨直升机与同重量的单旋翼直升机相比，由于没有尾桨，既可以省去一部分复杂的传动结构，又不需要用额外功率来用于航向操纵；共轴反桨直升机机身部分一般情况下均在桨盘面积之内，机体总共纵向尺寸就是桨盘尺寸。这样，在桨盘载荷、发动机和相同载重的情况下，共轴反桨直升机的总体纵向尺寸仅为单旋翼直升机的60％左右；共轴反桨直升机主要靠它的倾斜器和变距机构来实行操纵的，大部分飞行状态时，旋翼的迎角是在每周不停的改变着，通过不断地改变旋翼不同角度的迎角，使直升机可以悬停、前后左右飞行自如；由于双桨叶提供升力，在相同的拉力和旋翼直径下，刚性共轴旋翼的诱导阻力比单旋翼机低20％-30％；共轴反桨直升机可以提供较大的升力，又可用直径较小的主桨，所以占用的停飞的空间小了很多，低空飞行时受障碍物的影响也小了很多，无论对战斗还是舰载都有好处的。然而，目前共轴反桨直升机也存在不少缺陷：共轴反桨直升机的操纵系统部分非流线形状的上下桨毂及其他部件暴露在气流中，因而废面阻力增大；共轴反桨直升机的机身部分一般情况均在桨盘面积之内，桨叶带动的气流冲击机身要损耗掉一部分功率；共轴反桨直升机在飞行过程中，旋翼变距机构以及倾斜角始终在非常高频率的动作下工作，故障率相对于固定旋翼飞机来说，要多得多。因此， 在对共轴反桨直升机研究成果的基础上，设计共轴反桨球形飞行器，其核心技术共分四个部分：1、共轴反桨球形飞行器传动系统；2、共轴反桨球形飞行器控制系统；3、共轴反桨球形飞行器转向显示器；4、共轴反桨球形飞行器双轴离合器。

发明内容

本发明的目的是：解决共轴反桨球形飞行器传动问题。