专利名称：新型高速直升飞机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种飞行器，特别是一种新型高速直升飞机。
背景技术：
机械驱动正常式直升机能垂直起降和悬停，但是迄今，现有正常式直升机由于诱 导阻力和废阻大，飞行速度不超过370km/h，飞行速度低；现有的固定翼飞机飞行速度最高 已达3马赫，飞行速度很高，但是起降均得滑跑较长的距离，且不能悬停。有翼式直升机、复 合式直升机、倾转旋翼飞行器均综合了直升机和固定翼飞机的优点，但最高速度难以突破 550km/h，而且能耗很大、有效载荷小。现有的固定翼飞机及直升飞机转弯半径都较大。飞 碟式飞行器除了能随意悬停，最大特点是能随意很快改变飞行方向，并且几乎可达到无转 弯半径转向，因而飞碟式飞行器机动性很高，但飞碟式飞行器由于形状阻力很大严重缺陷 是由于形状阻力很大，导致飞行速度远比现有的固定翼飞机及直升飞机低。
发明内容本实用新型公开一种新型高速直升飞机，旨在综合现有机械驱动正常式直升机、 固定翼飞机、飞碟的优点，飞行速度更高、机动性很高、航程长、经济、安全。本实用新型按下述技术方案实现。在机身前部设置两副(同一直径上的两个桨叶为一副)共垂直轴线螺旋桨，简称 共垂直轴螺旋桨，螺旋桨由可控发动机或压缩气体驱转，螺旋桨的转停和转速可控；在机身 尾部设置可收张的水平尾翼或两副共垂直轴螺旋桨及垂直尾翼，螺旋桨由可控发动机或压 缩气体驱转，螺旋桨的转停和转速可控，垂直尾翼带方向舵或不带方向舵但设置垂尾左喷 气口和垂尾右喷气口 ；在机身前部设置前左喷气口、前右喷气口 ；在机身内或机身外设置 水平推进发动机，从水平推进发动机引压缩气体经控制阀门到所述所有喷气口。所述新型高速直升飞机起飞时，对设置可收张的水平尾翼的这种飞机，先将水平 尾翼收回到与垂直尾翼平行相贴的位置，然后启动共垂直轴螺旋桨，两幅螺旋桨的旋转方 向相反，空气对旋转的螺旋桨的反作用力造成的对机身的转矩相抵消，在空气动力的作用 下，飞机垂直上升；到需要的高度可悬停，要前飞时，启动水平推进发动机，当水平飞行速度 达到一定时，张开水平尾翼，同时逐渐停转一副螺旋桨，垂直尾翼的喷口喷出压缩气体以抵 消另一副保持旋转的螺旋桨对机身造成的转矩，当逐渐停转的一幅螺旋桨直径与机身长方 向垂直时，转动螺旋桨并被锁定成“固定翼”，当该“固定翼”与水平尾翼产生的总升力能托 起整个飞机时，再使另一副旋转的螺旋桨按前述的方法也变为“固定翼”，此后，飞机成为双 固定翼飞机，它比正常式直升机的飞行废阻阻力小得多，所以飞行速度可能达到700km/h 以上。所述新型高速直升飞机还可在上升的同时沿水平方向加速，当上升到欲达的高度 和前飞到一定速度时，再按前述方法逐渐导入完全固定翼飞行模式。所述新型高速直升飞机降落时，先减速，再释放一副“固定翼”(螺旋桨)使其旋转，接着收回水平尾翼，再释放另一幅“固定翼”(螺旋桨)使其旋转，在此过程中，飞机俯冲 降落，当水平速度减为零时，就可垂直降落；当然，也可逐渐减小水平速度分量接近零时，再 垂直降落。降落过程中，可利用上升气流驱动螺旋桨带动所述发动机的电机再生发电，回收 能量，此过程螺旋桨起到降落伞的作用。所述新型高速直升飞机飞行方向通过控制垂向直尾翼喷气口喷出压缩气体来控 制，或者操纵方向舵控制。若控制垂向直尾翼左右喷气口和前部设置左喷气口、右喷气口， 可使所述新型高速直升飞机向左或向右移动或旋转360°掉头。本实用新型有益的效果是1、本实用新型吸取了正常式直升机和、固定翼飞机、飞碟的优点，克服了它们的缺 点，能垂直起降，飞行速度更高更稳定，机动性强，乘载质量大；使用这种飞机，所需公共机 场的面积很小。2、本实用新型的共轴双螺旋桨，在飞机升降时作为升降螺旋桨，在飞机飞行时作 为固定翼，即在升降和飞行两种工况下均起关键的升力功用，使用效率高，工作效率比非 共轴式高，产生的负面影响很小，且使飞机少了一个较大的升力部件，从而减轻了飞机的重 量，在升降和飞行两种工况下的废阻阻力小而节能，这些优于有翼式直升机、复合式直升 机、倾转旋翼飞行器。3、所述新型高速直升飞机降落过程中，可再生发电，回收能量；4、本实用新型发动机采用类似于永磁电机或超导电机的电机，有很多优点能耗 小，不产生有害气体、振动小、噪音小、发热较少、损耗小、效率高、重量小、检修保养简便、升 降飞行操纵性好；5、本实用新型采用共轴双螺旋桨，其桨叶比单螺旋桨的短，减小了飞机尺寸，减轻 了桨叶重量(由于桨叶重量随直径尺寸呈三次方增大)，旋转时振动小、噪音小，旋转时桨 尖速度(切线速度)小，提高了螺旋桨的转速，从而提高升力；另外共轴双螺旋桨悬停效率 较高；6、本实用新型的飞机若在空中发生停车，高度开始下降，这时可立即先释放一幅 螺旋桨成自由旋翼，随着飞机下降，上升气流冲刷自由旋翼使其旋转，对飞机产生上拉力， 然后逐渐释放另一幅螺旋桨成自由旋翼，两副自由旋翼使飞机缓慢曼降落；在紧急情况下， 逐一释放螺旋桨恢复到由可控发动机驱动状态，从而控制飞机平稳降落；另外，共轴双螺旋 桨飞机抗风能力强，所以，本实用新型的飞机安全性很好。
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；图2为图1中螺旋桨矩形上桨叶2或矩形下桨叶3的俯视图；图3为本实用新型实施例一设置单水平发动机时图1的左视图；图4为本实用新型实施例一设置双水平发动机时图1的左视图；图5为本实用新型实施例二的结构示意图；图6为图1中螺旋桨马刀形上桨叶2或下桨叶3的俯视图；图7为图1中螺旋桨鸟翅形上桨叶2或下桨叶3的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。实施例一如图1示。在机身1前部设置两幅共垂直轴线螺旋桨，简称共垂直轴螺 旋桨，桨叶为上浆叶2和下浆叶3，其典型形状是矩形的，如图2所示；上桨叶2与空心转子 (相当于桨毂)5联接组成一副螺旋桨，转子5与定子6组成此螺旋桨的发动机；下桨叶3、 转轴4及转子7联接组成另一副螺旋桨，转轴4穿过空心转子5的中孔，转子7与定子8组 成此螺旋桨的发动机；螺旋桨由发动机驱转，两副共垂直轴螺旋桨旋转方向相反；在机身1 的尾部设置可收张的水平尾翼9及垂直尾翼10，垂直尾翼10带方向舵或不带方向舵但设置 垂尾左喷气口 15和垂尾右喷气口 16(图1中垂尾左喷气口 15向垂直纸里的投影和垂尾右 喷气口 16重合)；在机身前部设置前左喷气口 17、前右喷气口 18(图1中前左喷气口 17向 垂直纸里的投影和前右喷气口 18重合)；在机身内或机身外设置水平推进发动机，从水平 推进发动机引压缩气体经控制阀门到垂尾左喷气口 15、垂尾右喷气口 16、前左喷气口 17、 前右喷气口 18 ；在机身外(或机身内)设置一台水平推进发动机，如图1的左视图3示，此 发动机由可控制的驱动机13和它驱动的轴14、涡轮11及壳体12组成，发动机驱动涡轮11 将空气吸入，并从发动机的尾喷口喷出，反作用力推飞机前进。实施例二 在实施例一所述新型高速直升飞机的机身1横向并列设置两台或多台 水平推进发动机，如图1的左视图4示，每一台均与实施例一所述的水平推进发动机相同。实施例三将实施例一和例二中所述螺旋桨的发动机去掉，另外设计有气道的桨 叶和桨毂、桨轴，气道通到桨叶的桨尖喷口 ；从水平推进发动机引压缩气体经控制阀门到桨 尖的喷口，压缩气体从桨尖喷口喷出，反作用力驱转螺旋桨。实施例四如图5示。沿机身19的纵向设置两组共垂直轴螺旋桨，每一组与实施 例一至实施例三的结构相同；在机身内或机身外可设置一台或多台水平推进发动机；在机 身19的尾部设置垂直尾翼，垂直尾翼带方向舵或不带方向舵但设置垂尾左喷气口 20和垂 尾右喷气口 21 (图5中垂尾左喷气口 20向垂直纸里的投影和垂尾右喷气口 21重合)；在 机身前部设置前左喷气口 22、前右喷气口 23 (图5中前左喷气口 22向垂直纸里的投影和前 右喷气口 23重合)；在机身内或机身外设置水平推进发动机，从水平推进发动机引压缩气 体经控制阀门到垂尾左喷气口 20、垂尾右喷气口 21、前左喷气口 22、前右喷气口 23。实施例五对实施例四所述飞机，将前后两组共轴螺旋桨下方的螺旋桨用同步轴 联系或共气道连通，上方的也同样做，且使下方的螺旋桨旋转方向与上方的相反。这样既能 保证所联系的两螺旋桨旋转同速，使螺旋桨到固定翼过渡平稳，又能保证驱动螺旋桨的发 动机有一台发生故障时维持工作，保证飞行安全。实施例四和实施例五所述的飞机具有共轴式螺旋桨共有的优点，还有以下显著的 优点1、实施例四和实施例五所述飞机起飞、飞行、降落的实现同实施例一至实施例五 任一实施例所述的，不同的是机身后部的螺旋桨转变成固定翼后，其功能充当水平尾翼，因 此不需再设置水平尾翼，减轻了飞机重量，降低成本；对实施例七所述飞机，可以使机身前 部一组螺旋桨同方向旋转，而机身后部的一组螺旋桨同方向旋转但与前一组的旋转方向 反，这样能使旋转的螺旋桨对机身产生的转矩抵消，在螺旋桨到固定翼过渡中也不必操控 垂直尾翼；[0032]2、作重型飞机用，有效载荷与总重量之比值大或者说单位运输率高；3、重心变化范围可以较大，飞行更平稳。实施例六对实施例一至五所述新型高速直升飞机，其上桨叶2或下桨叶3的形状 还可做成如图6所示的马刀形或如图7所示的鸟翅形或其它形状，且设置控制旋转机构，使 上桨叶2或下桨叶3任一副中的一叶，在旋转和“固定翼”相互转变过程中沿桨叶长方向轴 线旋转180°并锁定，对矩形桨叶也可以这样作；对如实施例四和实施例五所述的两组其 轴式螺旋桨，可以采用同一种的桨叶，或采用不同种的桨叶组合之，组合的方式有多种，但 每一幅螺旋桨的桨叶的形状相同，如两组共轴式螺旋桨靠近机身的两幅螺旋桨的桨叶为同 一种，而远离机身的另两幅螺旋桨的桨叶同为另一种。
权利要求1.新型高速直升飞机，其特征是在机身前部设置两副共垂直轴线螺旋桨，简称共垂 直轴螺旋桨，螺旋桨由可控发动机或压缩气体驱转，螺旋桨的转停和转速可控；在机身尾部 设置可收张的水平尾翼或两副共垂直轴螺旋桨及垂直尾翼，螺旋桨由可控发动机或压缩气 体驱转，螺旋桨的转停和转速可控，垂直尾翼带方向舵或不带方向舵但设置垂尾左喷气口 和垂尾右喷气口 ；在机身前部设置前左喷气口、前右喷气口 ；在机身内或机身外设置水平 推进发动机，从水平推进发动机引压缩气体经控制阀门到所述所有喷气口。
2.根据权利要求1所述新型高速直升飞机，其特征是在机身(1)前部设置两幅共垂 直轴线螺旋桨，简称共垂直轴螺旋桨，桨叶为上浆叶(2)和下浆叶(3)，其典型形状是矩形 的；上桨叶(2)与空心转子(5)联接组成一副螺旋桨，转子(5)与定子(6)组成此螺旋桨 的发动机；下桨叶(3)、转轴(4)及转子(7)联接组成另一副螺旋桨，转轴(4)穿过空心转 子(5)的中孔，转子(7)与定子(8)组成此螺旋桨的发动机；螺旋桨由发动机驱转，两副 共垂直轴螺旋桨旋转方向相反；在机身(1)的尾部设置可收张的水平尾翼(9)及垂直尾 翼(10)，垂直尾翼(10)带方向舵或不带方向舵但设置垂尾左喷气口(15)和垂尾右喷气口 (16)；在机身前部设置前左喷气口(17)、前右喷气口(18)；在机身内或机身外设置水平推 进发动机，从水平推进发动机引压缩气体经控制阀门到垂尾左喷气口(15)、垂尾右喷气口 (16)、前左喷气口(17)、前右喷气口(18)；在机身外或机身内设置一台水平推进发动机，此 发动机由可控制的驱动机(13)和它驱动的轴(14)、涡轮(11)及壳体(12)组成。
3.根据权利要求1或2所述新型高速直升飞机，其特征是在所述高速直升飞机的机 身(1)横向并列设置两台或多台水平推进发动机。
4.根据权利要求1或2所述新型高速直升飞机，其特征是将所述螺旋桨的发动机设 计成有气道的桨叶和桨毂、桨轴，气道通到桨叶的桨尖喷口 ；从水平推进发动机引压缩气体 经控制阀门到桨尖的喷口。
5.根据权利要求1或2所述新型高速直升飞机，其特征是沿机身(19)的纵向设置两 组共垂直轴螺旋桨；在机身内或机身外可设置一台或多台水平推进发动机；在机身(19)的 尾部设置垂直尾翼，垂直尾翼带方向舵或不带方向舵但设置垂尾左喷气口(20)和垂尾右 喷气口(21)；在机身前部设置前左喷气口(22)、前右喷气口(23)；在机身内或机身外设置 水平推进发动机，从水平推进发动机引压缩气体经控制阀门到垂尾左喷气口(20)、垂尾右 喷气口(21)、前左喷气口(22)、前右喷气口(23)。
专利摘要新型高速直升飞机，其特征是在流线型机身前部设置两副共垂直轴线螺旋桨，简称共垂直轴螺旋桨，螺旋桨由可控发动机或压缩气体驱转，螺旋桨的转停和转速可控；在机身尾部设置可收张的水平尾翼或两副共垂直轴螺旋桨及垂直尾翼，螺旋桨由可控发动机或压缩气体驱转，螺旋桨的转停和转速可控，垂直尾翼带方向舵或不带方向舵但设置垂尾左喷气口和垂尾右喷气口；在机身前部设置前左喷气口、前右喷气口；在机身内或机身外设置水平推进发动机，从水平推进发动机引压缩气体经控制阀门到所述所有喷气口。所述新型高速直升飞机，飞行速度更高、更机动、航程长、节能、安全、噪音小。
文档编号B64C27/10GK201882248SQ20102056991
公开日2011年6月29日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者刘新广 申请人:刘新广