[发明专利]一种倾转旋翼飞机旋翼旋转结构设计

说明书

技术领域

本发明涉及一种倾转旋翼飞机旋翼旋转结构设计。

背景技术

倾转旋翼飞机，以美国的鱼鹰倾转旋翼飞机为代表，V-22，即鱼鹰倾转旋翼飞机代号，于上个世纪80年代开始研发，1989年3月19日首飞成功，经历长时间的测试、修改、验证工作后。2006年11月16日进入美国空军服役，2007年在美国海军陆战队服役，同年开赴阿富汗进行实战部署。

但翼尖的两台可旋转的发动机带动两具旋翼，在固定翼状态下，V-22好像是一架在两侧翼尖有两个超大的螺旋桨的飞机；在直升机状态下，V-22又好像是一架有两个偏小的旋翼的直升机，这样使其具备直升机的垂直升降能力，但又拥有固定翼螺旋桨飞机高速、航程远及油耗较低的优点，最大飞行速度达509公里，是世界上目前飞最快的直升机。

旋翼直升机性能优点：速度快；噪声小；航程远；载重量大；耗油率低；运输成本低；振动小。

虽然倾转旋翼机与一般直升机相比有许多优点，但也有不少缺点，主要表现在如下几个方面。研制费用高、单机成本高：由于倾转旋翼机是一项高新技术产品，其技术复杂、难度高，因此要验证各项技术需要很高的费用，造成研制费用和单机成本都高得惊人。像美国的“鱼鹰”倾转旋翼机的研制费用达380亿美元，其海军型MV-22的单价达4400万美元。技术难度高：倾转旋翼机因既有旋翼又有机翼，并且要实现旋翼从垂直位置向水平位置或水平位置向垂直位置倾转，因此在旋翼倾转过程中气动特性的确定；旋翼/机翼、旋翼/旋翼、旋翼/机体之间的气动干扰问题；结构设计；旋翼在倾转过程中的动力学分析、旋翼/机翼耦合动载荷和稳定性问题；操纵控制技术及操纵系统动力学设计等方面都遇到了许多技术难题。

发明内容

（1）目的：本发明的目的在于，通过一种齿轮组合结构，改变旋翼与飞机机身角度，实现旋翼从垂直位置向水平位置或水平位置向垂直位置倾转。

（2）技术方案：

通过连接于发动机的齿轮的旋转，带动飞机旋翼旋转，实现飞机旋翼与机身角度的转变，通过机翼等形态改变的配合，改变飞机的飞行状态，即飞机飞行角度垂直于机身，或者即飞机飞行角度平行于机身。最终实现飞机像直升机一样垂直起落，类似于普通螺旋桨飞机一样高速飞行。

由于普通螺旋桨飞机是利用空气流到机翼前缘，分成上、下两股气流，分别沿机翼上、下表面流过时，机翼上表面比较凸出，压力降低。而机翼下表面，压力增大。因为机翼上、下表面出现了压力差，使飞机借助机翼上获得的升力克服自身重力翱翔在蓝天上。倾转旋翼飞机机翼为了保证垂直飞行时顺畅，机翼比较简单，因此除非设计新型可以在飞行时依据需要改变形态的机翼，否则，就要在机身设计方面做较大改进，如美国V-22（鱼鹰倾转旋翼飞机）就设计成体型宽大，机体底部较平直，而顶部较圆滑的外部机体形态。旋翼飞机在改变飞行状态时应该进行空气流体力学测试，以发现特殊时间段的飞行状态要求。

本发明只是涉及到旋翼旋转的部分，对于机翼和飞机机体的相应设计以及自动控制等问题都不涉及。

倾转旋翼飞机旋翼旋转结构由齿轮、带动齿轮旋转的电机，以及旋翼构成。

带动齿轮转动的电机固定于飞机机翼上，通过电机旋转可以实现齿轮旋转，旋转的齿轮直接或者间接带动与旋翼连接的齿轮，进而带动飞机机翼上的旋翼，实现旋翼的转动。通过齿轮旋转改变旋翼与机身的角度，实现旋翼与飞机机身垂直，或者与机身水平。

（3）有益效果：倾转旋翼飞机飞行速度快，起降灵活，载重量大，可以广泛应用与军事和社会建设活动中，在美国取得了巨大的经济效益和军事价值。而我国相关研究、开发正在起步阶段。

本发明具有如下特点和优点：原理简单，结构简单。齿轮可以产生较大的力矩，满足旋翼飞机旋翼部分的整体的力学要求。通过该结构，可以实现旋翼结构的灵活旋转运动，为旋翼飞机实现旋翼多角度飞行做好关键一步。

（4） 附图说明：

图1是本发明与旋翼连接后的一个正剖面示意图。

图2是本发明图1部分A-A剖面示意图。

（5）具体实施方式：

整个装置结构包括以下部分：1装置外壳，2主齿轮，3连接轴，4主齿轮减重孔，5主齿轮与旋翼连接部分，6辅齿轮，7辅齿轮旋转轴，8辅齿轮减重孔，9电机，10装置固定结构，是机翼的一部分，11旋翼结构。