[发明专利]一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置

说明书

技术领域

一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置，属航空技术领域，尤其涉及一种滚筒翼式升力装置。

背景技术

传统的飞行器是靠机翼或旋翼来产生升力，飞机的机翼和直升机的旋翼的结构相似，它们的截面均为翼型，靠空气流过翼的上下表面产生压差而产生升力，翼型确定时，它们产生升力的大小与攻角、翼面大小和来流速度有关，调整升力的大小是通过改变攻角、速度或翼面大小来实现的，调整起来不很方便。机翼和旋翼的相对厚度均较薄，结构强度较差。固定翼飞机低速飞行性能不高，需要的机翼面积较大。

发明内容

本发明的目的是克服传统机翼和旋翼的上述不足，发明一种升力大小和方向方便调整的具有较高强度的适合制作垂直升降飞行器的伞齿轮传动滚筒翼式升力装置。

一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置，包括机架、第一输入轴、直齿轮组、管轴、第一滚筒轴、第二滚筒轴、第二输入轴、主动伞齿轮、第一被动伞齿轮、第二被动伞齿轮、第一滚筒和第二滚筒。第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮的结构和参数相同。第一滚筒和第二滚筒的结构和参数相同。第一输入轴通过轴承垂直安装在机架上。直齿轮组包括原动直齿轮和从动直齿轮。第一输入轴的上端与原动直齿轮相连，管轴与从动直齿轮相连。第一输入轴的下端为第一动力的输入端。管轴通过轴承垂直安装在机架上。第一滚筒轴和第二滚筒轴同轴地对称地且水平固连在管轴的上端。第二输入轴的中段通过轴承安装在管轴内，第二输入轴的上端固连着主动伞齿轮，第二输入轴的下端为第二动力输入端。第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮通过轴承分别安装在第一滚筒轴和第二滚筒轴上，第一被动伞齿轮能绕第一滚筒轴灵活转动，第二被动伞齿轮能绕第二滚筒轴灵活转动，第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮均与主动伞齿轮啮合。第一被动伞齿轮、第二被动伞齿轮和主动伞齿轮组成伞齿轮组。第一滚筒与第一从动伞齿轮同轴固连，第二滚筒与第二从动伞齿轮同轴固连。

该装置的第一滚筒和第二滚筒的外形采用圆柱或圆台或圆锥的外形，采用圆台或圆锥的外形时，锥度方向朝外，即越远离主动伞齿轮时第一滚筒和第二滚筒的截面直径越小。

本发明一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置的工作原理是：第一动力从第一输入轴输入，从下往上仰视该装置，第一输入轴在第一动力的驱动下顺时针转动，通过直齿轮组的传递，管轴逆时针转动，带动第一滚筒轴、第二滚筒轴、第一被动伞齿轮、第二被动伞齿轮、第一滚筒和第二滚筒一起在水平面内作逆时针旋转。若第二输入轴固定不动，则主动伞齿轮固定不动，第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮会分别带动第一滚筒和第二滚筒自转，自转的方向为往第一滚筒和第二滚筒绕第二输出轴的轴线公转水平面的向心方向观察为顺时针方向。根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该情况下，第一滚筒和第二滚筒产生向上的升力，升力的大小与第一输入轴的转速大小成增函数关系。若第二输入轴与管轴同向同速转动即同步转动，则第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮与主动伞齿轮保持相对固定，则第一滚筒和第二滚筒不会自转，该情况下，第一滚筒和第二滚筒不产生升力。若第二输入轴做顺时针方向转动，则主动伞齿轮会带动第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮自转，在第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮的分别带动下第一滚筒和第二滚筒会自转，自转的方向为往第一滚筒和第二滚筒绕第二输出轴的轴线公转水平面的向心方向观察为顺时针方向。根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该情况下，第一滚筒和第二滚筒会产生较大的向上的升力，升力的大小与第二输入轴的转速大小成增函数关系，也与第一输入轴的转速大小成增函数关系。若第二输入轴与管轴同向转动，且第二输入轴的转速比管轴的转速快，则第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮会在主动伞齿轮的带动下自转，从而带动第一滚筒和第二滚筒自转，自转的方向为往第一滚筒和第二滚筒绕第二输出轴的轴线公转水平面的向心方向观察为逆时针方向。根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该情况下，第一滚筒和第二滚筒会产生向下的力，即产生负升力，第一输入轴的转速不变时，该负升力的大小与第二输入轴的转速大小成增函数关系。

 该装置能产生升力，可以通过调节第一输入轴和第二输入轴的转速大小和方向来调控该装置产生升力的大小和方向，使用方便灵活，应用于垂直升降飞行器上作升力装置。

附图说明

图1是本发明一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置的示意图。