一种草帽形高效率高性能飞行器的制造方法

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一种草帽形高效率高性能飞行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及直升飞机的改进。
【背景技术】
[0002]直升飞机可以垂直起降、空中悬停,无需专用的机场跑道,十分方便于救灾救人等特需作业。因此,它是一种不可或缺的机型,而现有的直升飞机,有有效功率低、飞行速度慢、荷载能力差、避险响应速度慢等不足之处。宄其原因主要有如下几点。
[0003]I直升飞机赖以飞行的力量是由旋翼旋转所产生的。旋翼旋转时,会将旋翼上方的空气排向下方,故造成旋翼下方出现高气压,旋翼上方出现低气压,
[0004]旋翼翼面积X旋翼上下面的平均气压差=旋翼所形成的升力。
[0005]这就是直升飞机赖以荷载和飞行的主要力量来源。另外,旋翼上下的气压差还会形成一种次要力量。如果高气压作用于飞机的底部,低气压作用于飞机的顶部,则次要力量会成为提高荷载能力和飞行速度的力量。反之,则会抵消旋翼所形成的升力,成为降低荷载能力和飞行速度的力量。而现在的直升飞机,其旋翼是安装在机体上方的,机体的顶部正好处于旋翼下方的高压气体中。这也就是说,其次要力量,不但没有起到提高荷载能力和飞行速度的作用,反而成为了降低荷载能力和飞行速度的力量。这可是一种双倍的功率损失。
[0006]2现有的直升飞机,为了操控其飞行方向,让它长了一条长长的尾巴,以安装垂直和水平舵叶,这不但增加了飞机的重量,提高了制造成本。还会增加飞机行进时的空气阻力,特别是进行改变飞行方向的操作时,其功率的损失更大。更为严重的是,如果飞机的前方,突然出现险情,不能立即停止前进、改变飞行方向或者倒退。
[0007]3直升飞机能够安装的旋翼数量少(美国的鱼鹰直升飞机,号称全世界最先进,它也只不过安装了 3组,共12片旋翼),其叶面积有限,这是直升飞机提高荷载能力和飞行速度的最大障碍之一。更为重要的是,一旦出现旋翼折损,就有可能发生空难。
[0008]4直升飞机能够安装的动力机台数少,不利于加大直升飞机的动力,这是直升飞机提高荷载能力和飞行速度的另一重大障碍。一旦出现故障或损坏,其后果与旋翼折损完全相同。

【发明内容】

[0009]本发明的目的是通过如下措施来克服直升飞机上述的不足之处。
[0010]I本发明是本人研宄飞碟(UFO,以下称飞行器)的结果。飞行中的飞行器,外观形状如互相倒扣,帽檐贴合在一起的两顶草帽。机体腰部模糊的帽檐,其实是旋转着的旋翼。其结构主要由园桶形机体、内齿型旋翼轮、四通舵窗、动力机、着陆架等部件组成。
[0011]2园桶形机体是飞行器的主体,腰部稍大。其整体大小视用途而定,特需用途微型无人飞行器,可以小到直径仅几厘米甚至更小;大可达数十米甚至更大,还可以造成双层或者多层的。机体腰部的外面,有一条环绕腰部安装内齿型旋翼轮的凹形槽。机体上,还有4组16个操控飞行的舵窗。底部下面安装有着陆架,其它舷窗、上下机通行门道等,根据需要适当安排。
[0012]3安装内齿型旋翼轮的凹形槽,应位于机体重心(包括荷载)的稍上方,既要保证飞行中关闭全部舵窗(即处于不工作状态)时,飞行器的机体能恢复为与地面垂直的状态。又要保证打开某一组舵窗(即处于工作状态)时,飞行器的机体会向相对方向倾斜。凹形槽的底部开有动力输出齿轮窗口,以保证内齿型旋翼轮的内齿能与动力输出齿轮齿合。
[0013]4内齿型旋翼轮安装在机体腰部外面的凹形槽内。为减轻轮与槽的磨擦,其上下面应安装滚柱(微型机也可以用滚珠)。为制造和安装方便,该轮可以分段制造,安装时再组合成围绕机体的整轮。内齿型旋翼轮的接口结合面与其中点的园心线成30度的角度,两结合面呈锯齿状咬合,用多棵螺钉加保险垫片紧固,以防止滑动、松动、错位。旋翼安装在旋翼轮的上平面,以保证飞行器整体的重心在旋翼的稍下方。旋翼的大小和多少根据飞行器的大小而定。但最少不得少于4片(损坏一片时,乃可安全降落)。大型飞行器可以有上百片旋翼,甚至更多。
[0014]5四组舵窗均匀分布于机体的4个方向,各组的4个舵窗,呈正方形排列,两个位于安装内齿型旋翼轮的凹形槽的下方(以下称下舵窗),两个位于安装内齿型旋翼轮凹形槽的上方(以下称上舵窗),同组的4个窗口通过机体内独立的密封空间互相连通。窗与窗的横竖距离根据飞行器的大小灵活确定。舵窗门的大小开关可控。用舵窗操控飞行,只需通过开关舵窗来实现,几乎可以说不消耗能量。更为重要的是,用舵窗操控飞行方向,不但可以通过旋转机体来缓慢的改变飞行方向,它还可以在不旋转机体的情况下,快速实现90度、180(即倒退)变更飞行方向。这对于避开突然出现的危险是极为有利的。
[0015]6动力机踩用现有的航空动力机。除小微型飞行器外,一般不得少于3台,这不但有利于增加飞行器的动力,还能保证其中一台(或者部分)动力机损坏时,乃能安全降落(或者降低下坠速度,减轻空难的严重程度)。为了减轻机重,降低制造成本,其中仅有一台带起动马达。起动时,首先起动带起动马达的一台,然后通过内齿型旋翼轮起动其他动力机。
[0016]7着陆架为三只脚,带缓冲弹簧,其材料的机械强度根据飞行器的大小而定。
[0017]本发明的飞行器,较之于现有的直升飞机,将得到如下一些增益:
[0018]I提尚了有效功率;
[0019]2降低了制造和飞行成本;
[0020]3大大提高了紧急避险的能力;
[0021]4可以大大的提高荷载能力和飞行速度;
[0022]5可以大大减少因动力机和旋翼损坏所发生的空难事件,或者大大的降低因动力机和旋翼损坏所发生的空难的严重程度。
【具体实施方式】
[0023]本发明的实施主要是对飞行器的操控。而其操控是由开关舵窗来完成的。下面介绍利用舵窗来操控飞行器的原理和方法。
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