[发明专利]一种复合旋转驱动垂直起降飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直起降飞行器，具体地说,涉及一种复合旋转驱动垂直起降飞行器。

背景技术

一直以来，直升机飞行主要依靠驱动旋翼旋转产生的拉力。当发动机通过旋转轴带动旋翼旋转时，旋翼给空气以作用扭矩，空气必然在同一时间以大小相等、方向相反的反作用扭矩作用于旋翼，从而再通过旋翼将这一反作用扭矩传递到直升机机体上。如果不采取措施予以平衡，这个反作用扭矩就会使直升机机体逆旋翼转动方向旋转。现有技术中的直升机通过尾桨，共轴反桨等不同的布局设计来平衡其反作用力，而无法将这个反作用扭矩转化为有效的飞行动力。这样不仅增加了飞行器的平衡装置与机体重量，同时还需要提供额外的功率。

在现有公开的相关文献中，还未见有提出将旋翼产生的反作用扭矩转换为有效的飞行动力的示例。因此，设计一种新构型的旋翼飞行器，能够将有害的反作用扭矩转换为有效的飞行动力，解决因反作用扭矩造成的旋翼飞行器的诸多不足，具有十分重要意义。

发明内容

针对现有技术中旋翼飞行器需要克服反作用扭矩而需要增加平衡装置与机体重量的问题,本发明提出一种复合旋转驱动垂直起降飞行器，通过动力装置带动主动旋翼转动，主动旋翼旋转产生升力的同时对机体产生反作用扭矩，带动安装在底盘上的大展弦比的从动旋翼反向旋转，使飞行器在主动旋翼的驱动下，获得由主动旋翼产生的升力和从动旋翼产生的升力，将有害的反作用扭矩转变为有效的升力提供给飞行器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括平衡锤、连杆、旋翼头、主动旋翼、主轴、主轴限位挡圈、主轴固定座、轴承、动力装置固定座、动力装置、机身框架、底盘、能源系统、控制系统、从动旋翼、操纵舵面、万向滚珠轮，机身框架固定在底盘中心部位，动力装置安装在机身框架内底部,且与动力装置固定座固连,两个主轴固定座分别位于机身框架内动力装置固定座的上部，主轴固定座中心安装有轴承,主轴底端与动力装置输出轴固连，主轴依次穿过动力装置固定座和两个主轴固定座与同轴旋转的旋翼头连接，并通过两个主轴限位挡圈定位，平衡锤安装在主轴顶端的横轴上，两个连杆一端分别安装在平衡锤的两个万向节上，另一端安装在旋翼头的两个万向节上，能源系统固定在底盘上,位于机身框架的两侧，控制系统安装在底盘上,位于机身框架的一端；主动旋翼固定在旋翼头的夹头上，两从动旋翼通过连接杆分别装夹在底盘两侧的夹头上,安装角为1°～7°,操纵舵面安装在从动旋翼延展方向的后缘外侧,从动旋翼产生的升力与主动旋翼产生的升力之比大于1，单片主动旋翼的展弦比为2～5,单片从动旋翼的展弦比为6～10,单片从动旋翼的展长与单片主动旋翼展长之比为2～4,单片从动旋翼的弦长与单片主动旋翼弦长之比为5～8,从动旋翼的直径与主动旋翼的直径之比为3～5；所述平衡锤的轴线与旋翼头的轴线的水平夹角为45°；万向滚珠轮位于底盘下面。

所述能源系统为动力装置提供能量；所述控制系统通过监测飞行器姿态、方位，接收控制信号，控制动力装置转速，偏转操纵舵面用来完成对飞行器的控制。

所述万向滚珠轮均布相间为120°。

有益效果

本发明提出的一种复合旋转驱动垂直起降飞行器，取消了机体用于克服反作用扭矩的尾桨，减少了平衡装置与机体重量，降低了功率需求；通过动力装置带动主动旋翼转动，主动旋翼旋转产生升力的同时对机体产生反作用扭矩，带动安装在底盘上的大展弦比的从动旋翼反向旋转，从而使飞行器在主动旋翼的驱动下，获得由主动旋翼产生的升力和从动旋翼产生的升力；使得飞行器飞行动力提高了一倍以上，将有害的反作用扭矩转换成为有效的升力提供给飞行器。平衡锤起到增加主动旋翼的阻尼，配平主动旋翼的升力以及平衡机身的作用。安装在从动旋翼上的操纵舵面用于飞行操纵。利用操纵舵面的偏转产生的气动力通过气弹作用使从动旋翼变距，完成对机体的操纵。通过操纵舵面周期性的偏转实现飞行姿态控制。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种复合旋转驱动垂直起降飞行器作进一步的详细说明。

图1为本发明复合旋转驱动垂直起降飞行器的飞行原理示意图。

图2为复合旋转驱动垂直起降飞行器轴侧图。

图3为复合旋转驱动垂直起降飞行器主视图。

图4为复合旋转驱动垂直起降飞行器的机体中部位轴侧图。

图5为复合旋转驱动垂直起降飞行器的主轴固定座、动力装置固定座与机身框架部位轴侧图。

图中: