[发明专利]一种高精度磁传动倾转旋翼飞机

说明书

本发明公开一种高精度磁传动倾转旋翼飞机，涉及倾转旋翼飞机技术领域，包括机身、机翼、尾桨、桨叶和倾转旋翼机构；机身两侧分别设有一机翼，尾桨设于机身尾部；机翼的端部均设有倾转旋翼机构，倾转旋翼机构上设有桨叶。提高了最大前飞速度和推进效率，同时具有较高的悬停效率和载重量，能够实现飞机旋翼高精度倾转，结构紧凑，停放时占地面积较小，解决了机翼对悬停时主旋翼的负面影响，且悬停时允许较大的重心范围，可以像普通飞机一样进行常规的滑跑起降。在电机输出端与三层式磁耦合器相连接，然后输出动力。其永磁体采用弧面形状焊接于转子内层或外层，有利于传输平稳性，减小风噪声，减少维护，增加可靠性，提高使用寿命。

技术领域

本发明涉及倾转旋翼飞机技术领域，特别是涉及一种高精度磁传动倾转旋翼飞机。

背景技术

倾转旋翼飞机由于能耗较低，载重量、航程和飞行速度都较大，在众多垂直起降飞机方案中脱颖而出，较早的进入到实用阶段。欧美各国相继开发了许多倾转旋翼飞机型号。这些型号都采用翼梢并列式双旋翼和常规气动布局的总体方案。垂直起降时，旋翼轴竖直向上，旋翼的拉力承担全机重量，利用双旋翼的纵横向周期变距和总距差动来进行飞机的三轴操纵；高速前飞时，旋翼轴向前倾转至水平状态成为拉进式螺旋桨，飞机的升力转由机翼来承担，三轴操纵转由传统的飞机气动舵面承担。具体资料可参见我国航空工业出版社出版的《直升机手册》、《世界无人机大全》。

在我国，倾转旋翼飞机的研制还停留在理论和工程研究阶段，尚没有公开发表的任何型号研制成功的有关资料。据悉，国内某单位已经研制出小型无人原理样机，正在进行试飞工作，但其总体方案与欧美各国的倾转旋翼机类似。具体资料可参见我国空气动力学学报2008年6月刊登的论文《倾转旋翼飞行器飞行力学模型研究》。

综上所述，目前的国内外研制的倾转旋翼飞机都采用旋翼周期变距方案进行垂直起降状态的操纵。这种操纵系统结构比较复杂、成本较大、对材料的要求很高，而且在垂直起降和前飞之间的过渡状态中呈现出复杂的力学特性，控制难度很高，稳定性差。前飞时，周期变距系统又成为了没有用处的“死重”。由于这种倾转旋翼机的旋翼桨叶只能兼具超大直径螺旋桨的功能，所以在前飞时推进效率不是很高，也限制了飞机达到更大的前飞速度。此外这类倾转旋翼飞机结构不紧凑，停放时占地面积较大，机翼对主旋翼滑流的遮挡严重影响悬停时主旋翼的有效升力，悬停时对重心前后位置要求严格，也不能像普通飞机一样进行常规的滑跑起降。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种高精度磁传动倾转旋翼飞机，解决了飞机旋翼倾转精度低，传动稳定性差，振动噪声大，可靠性差，易损坏，寿命短的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种高精度磁传动倾转旋翼飞机，包括机身、机翼、尾桨、桨叶和倾转旋翼机构；所述机身两侧分别设置有一所述机翼，所述尾桨设置于所述机身尾部；每个所述机翼的端部均设置有一所述倾转旋翼机构，所述倾转旋翼机构上设置有所述桨叶。

可选的，所述倾转旋翼机构包括壳体、驱动组件、三层式磁耦合器、倾转机构和减速器；所述倾转机构设置于所述机翼的端部与所述壳体的一侧之间，所述驱动组件设置于所述壳体另一侧；所述减速器可转动的设置于所述壳体的中部，所述桨叶设置于所述减速器的输出轴上；所述驱动组件的输出端与所述三层式磁耦合器传动连接，所述三层式磁耦合器与所述倾转机构传动连接，所述倾转机构与所述减速器传动连接。

可选的，所述三层式磁耦合器包括同轴设置的高速转子、二级转子、三级转子和低速转子，所述高速转子、所述二级转子、所述三级转子和所述低速转子均为环形结构，所述高速转子的外壁上、所述二级转子和所述三级转子的内壁和外壁上以及所述低速转子的内壁上均设置有多个永磁体；所述高速转子与所述驱动组件相连接。

可选的，所述永磁体为螺旋状结构。

可选的，所述减速器上设置有旋翼天平和扭矩天平。