[发明专利]翼形尾梁

说明书

相关申请的交叉引用

本申请为2010年9月20日提交的、名称为“翼形尾梁”的国际PCT申请PCT/US2010/049506的部分连续申请，其由此通过引用并入用于各种用途，如同在这里完整地描述一样。

技术领域

本申请总体上涉及旋翼飞机，并且更具体地涉及直升机的尾梁。

背景技术

传统的直升机典型地包括一个或多个位于机身上方的主旋翼以及设置在机身内部用于旋转主旋翼的引擎。在运行中，引擎施加转矩在机身上（“机身转矩”），使得机身沿着与主旋翼旋转运动方向相反的方向旋转。机身转矩在高功率运行时非常大，也就是，在很低或很高的速度飞行时机身转矩非常大。

在以低的前进速度运行时，下洗处于其最大值，由此需要较大的转矩控制来抵消机身转矩。尾部旋翼是有效的反转矩装置，用于在起飞、着陆、以及以低前进速度飞行时控制机身转矩。图1示出传统的直升机1，其包括位于机身上方的主旋翼2和通过尾梁3连接到机身尾节上的尾部旋翼4。尾部旋翼和相关的驱动系统的尺寸必须适于低速状态飞行。由此，尾部旋翼通常比其它飞行状态所需的更大且更重并且在高速时产生附加阻力和功率代价。这些因素被累积并且总的结果导致直升机性能的下降。

一些传统的直升机包括边条、鳍片、和/或其它适合控制机身转矩的装置。在高速飞行中，转矩控制可以由空气动力学表面比如鳍片来提供。然而，在低速飞行中，这些表面是无效的。图2示出直升机1的尾梁3的横截面视图。辅助翼5A和5B在尾梁3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。辅助翼5A和5B使旋翼洗流相对于尾梁的横向重定向。边条和鳍片是用于抵消机身转矩的有效手段；然而，边条和鳍片增加了飞机的整体重量，由此，需要主旋翼产生额外的升力来抵偿增加的重量。此外，增加的重量降低了飞机的提升能力。进而，边条和鳍片包括附加的下载损耗，其与来自旋翼洗流的较高的竖直阻力有关。

其它直升机包括环流控制尾梁，其包括一个或多个设置在尾梁内部的内部导管，用于输送废气和/或其它类型的引擎驱动流体通过尾梁。被输送的流体通过一个或多个出口沿着相对于尾梁的横向流出尾梁。环流尾梁提供足够的反转矩来完全地消除对尾部旋翼的需求；然而，尾梁显著地增加了直升机的整体重量，由此增加了功耗并且使大多数应用的设计失效。

尽管上述研发表示直升机的反转矩装置领域已经取得了很大的进步，仍然存在许多缺点。

发明内容

本发明提供了一种旋翼飞机，包括

机身；

由机身承载的引擎；

可旋转地连接到引擎上的主旋翼；以及

连接到机身上并且从机身开始延伸的尾梁，该尾梁包括：

具有第一侧面和与其相对的第二侧面的主体，第一侧面的轮廓使其用作机翼的压力面并且第二侧面的轮廓使其用作机翼的吸力面；

其中，引擎旋转主旋翼，由此产生旋翼洗流和机身转矩；

其中，旋翼洗流围绕尾梁的第一侧面和第二侧面流动，由此在第一侧面附近形成高压区域并且在第二侧面附近形成低压区域；并且

其中，高压区域和低压区域之间的压力差使尾梁朝向低压区域移动，引起与机身转矩相反的横向力。

对于上述旋翼飞机，尾梁主体进一步包括：

前缘；以及

后缘，包括：

圆角；以及

锐边；

其中，第一表面和第二表面都从前缘向后缘延伸；

其中，圆角将第二表面接合到后缘上；并且

其中，锐边将第一表面接合到后缘。

对于上述旋翼飞机，锐边包括：

第一线性表面；以及

第二线性表面；

其中，第一线性表面相对于第二线性表面的取向具有夹角。

对于上述旋翼飞机，其中夹角大约为90度。

对于上述旋翼飞机，其中尾梁可旋转地连接到机身上。

对于上述旋翼飞机，进一步包括：连接到尾梁上的反转矩系统。

对于上述旋翼飞机，其中反转矩系统是尾部旋翼。

对于上述旋翼飞机，其中反转矩系统是边条。

对于上述旋翼飞机，进一步包括：枢转地连接到尾梁上的襟翼。

对于上述旋翼飞机，其中尾梁相对于旋翼洗流的迎角近似为六度。

本发明还提供一种旋翼飞机，包括：

机身；

主旋翼；

连接到机身上并且从机身开始延伸的尾梁，该尾梁包括：

前缘

后缘；以及

压力面和吸力面，它们都从前缘向后缘延伸；以及