倾转轴多推进机构(机器)分动展翼直升飞机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种倾轴(叶片、旋翼)螺旋桨直升飞机，本发明之倾转轴多推进机构(机器)分动展翼直升机由机身、机翼、尾翼、垂直尾翼、三个以上的(含三个)推进机构(机器)等组成，其特征是至少有两个以上(含两个)推进机构(机器)安装于机翼并能倾转，至少有推进机构(机器)的转动轴是与机身的上下坐标相垂直，平置安装在机身(机翼、垂直尾翼)上(只提供与机身上下坐标相垂直方向的动力)。它的螺旋桨推进机构由n级(层)同在一根轴上旋转的螺旋片、(旋翼)所组成(n为1、2、3…)，每一级螺旋桨有n个以上螺旋片(旋翼片)组成(n为1、2、3…)。本发明的优点：1.具有较高的安全性；2.当采用了多级螺旋(旋翼)桨同轴运转后，可以减小螺旋桨的旋转半径，使飞机小型化，甚至可以制造人力脚踏式飞行器；3.当采用多个多级同一根轴螺旋(旋翼)桨方案后，可以制造大型大载重量的直升飞机；4.技术难度不大。
【专利说明】
倾转轴多推进机构(机器)分动展翼直升飞机
[0001]1、技术领域:本发明涉及一种倾轴(叶片、旋翼)螺旋桨直升机。
[0002]2、【背景技术】:人类对倾轴旋翼螺旋桨直升机的研究已经有几十年的历史，到目前为止只有美国制造了“鱼鹰”旋翼直升机，且数量很少。其原因是高速旋转的螺旋桨倾转带来的安全、技术问题。
[0003]3、本发明的目的:1、是解决由于旋转螺旋桨的桨轴倾转产生的陀螺力矩带来的安全隐患；2、是在确保载重量的同时减小螺旋桨旋转半径，从而制造出小型、大载重量的倾轴旋翼、螺旋桨直升机。
[0004]4、本发明的实现:本发明之倾转轴多推进机构(机器)分动展翼直升机由机身、机翼、尾翼、垂直尾翼、三个以上的(含三个)推动器(机器)等组成，采取至少有两个倾转轴推动器(机器)提供垂直起降、前进动力，另外至少有一个推进机器的转动轴是与机身的上下坐标相垂直，平置安装在机身(机翼、垂直尾翼上)，只提供与机身上下坐标相垂直方向的动力；本发明采用在同一根轴上安装多级(多层)螺旋(旋翼)桨的方法，来提高推动力，采用多层(多级)旋翼桨，转动时各层旋翼间的气动起到互增互补益作用，机械效率会有提高。各层(级)螺旋片(旋翼)数可以有不同。
[0005]本发明之分动展翼直升飞机由于采用不同的推进机构(机器)得到两个系列直升飞机:(I)、是倾轴叶片螺旋桨分动式展翼直升机；(2)、倾轴旋翼桨分动式展翼直升机；
[0006]本发明之倾轴叶片(旋翼)螺旋桨分动式展翼直升机的推进机构由η级(层)同轴心旋转的叶片(旋翼)螺旋桨所组成(η为1、2、3…)，每一级(层)螺旋桨由η个叶片(旋翼片)组成(η为1、2、3…)。由于第一系列倾轴叶片螺旋桨分动式展翼直升机它的机翼、螺旋桨机构(机器)相对于机身是可以倾转的，它安装有三对(I左、I右为一对)以上的机翼(含三对，其中包含水平尾翼)，这些机翼中可以设置至少有两对机翼相当于机身是可以倾转的，其特征是它的机翼沿展长方向顺着(套管)轴的轴心线固定在(套管)轴上，(套管)轴与机身是通过轴承(滚动轴承、滑动轴承)相连接；该(套管)轴的轴心线与螺旋桨支承壳的轴心线互相垂直，套管轴内安装着传动轴，装在传动轴上的锥齿轮与螺旋桨轴(轴套)上的锥齿轮互相共轭。转动套管轴可以实现机翼相对机身、螺旋桨轴相对机身的倾转。这里机翼、推动机构(机器)相对于机身是可以倾转的。
[0007]对于第二系列倾转轴旋翼桨分动式展翼直升机它的倾轴旋翼桨推进机构(机器)的支承壳体上固定连接着一个轴心线与旋翼桨轴心线成垂直状况的空心套管轴，该空心套管轴与机身框架(机翼框架)之间通过轴承互相连接，套管轴内用轴承安装连接着传动轴，该传动轴上安装着的锥齿轮与旋翼桨轴(轴套)上的锥齿轮共轭。转动套管轴就可以实现旋翼桨轴相对于机身的倾转。这里的机翼相对于机身是固定的。
[0008]对于第一、第二系列直升机当采用一台发动机同时驱动左、右两边机翼上的两个螺旋(旋翼)桨推进机构时，发动机安装在机身内，发动机驱动安装在空心套管内的传动轴及传动轴上的锥齿轮驱动左、右机翼上的两个螺旋桨支撑壳体内的共轭锥齿轮，带动各个螺旋(旋翼)桨轴、再带动轴上的螺旋(旋翼)旋转；当安装在左、右两边机翼上的两个螺旋(旋翼)桨推进机构各由一台发动机驱动时，发动机固定连接在螺旋(旋翼)桨机构的外壳体上，发动机主轴心线与两个螺旋(旋翼)桨中心轴可以相处于同一轴心线上，发动机可直接驱动螺旋(旋翼)桨最中心位置上的桨轴
[0009]5、实现本发明的结构:图1是具有3对(含一对水平尾翼)倾转机翼、两个可倾轴螺旋桨、一个平置轴螺旋桨(推进器安装在机身)的分动式展翼直升飞机的主视图，图3是图1的A-A位置的局部放大图。图3中:46号件传动轴用轴承29号件安装在28号倾转机翼管状轴内。28号穿过机身蒙皮37号件，用27号轴承座组件连接、支承28号。34号挡环止推28号的轴向窜动。23、24号螺栓组件把27号固定联接在机身两侧的平置框架25号件上，如图4所示。支承螺旋桨轴的壳体14号件与28号件用38、39号螺栓组件固定连接，8号件套管与14号件用49、50号螺栓组件固定联接。把手环26号件上的环，套在28号件上，用螺钉33号件把26、28号件形成固定联接。转动把手26号，28、14、8号件就一起转动并带动固定在轴套上的机翼(图1中的3号件)一起转动。定位板架20号件上的环，套在28号件上，环孔与28号件成间隙配合。20号件的上架与机身框架35号件用螺钉19固定。20号件上有多个定位孔，如图3图5所示，拔、抓住插销21号件，转动26号件到需要的位置，再把插销21号件插到20号件的板孔内，就可以定位机翼及机翼上的桨轴外壳14号件的倾转角度。14号件的倾转就带动其内的螺旋桨轴12号件倾转。12号件依靠轴承13、15号件固顶连接14号件内、11号件锥齿固定连接在轴12号件上，有螺帽10号压紧，属固定联接。螺旋桨紧固装在12号件上，有18号件螺帽压紧。当采用一台发动机驱动左右两个螺旋桨时，传动轴46号件轴上处在机身内的位置上装有可以在46号上轴向移动(不转动)的离合器31号件，装有可在46号件上转动(不移动)的30号链轮(齿轮)，当31号与30号件接合时，就驱动46号轴转动，带动47、11号齿轮、12号螺旋桨轴及轴上螺旋桨17 —起转动，当31号与30号分离时，46号轴停止转动。为了制造出小型直升机，本发明把图1中中间位置的机翼上的螺旋桨升级为双桨同在一根轴的螺旋(旋翼)桨机构，制造出如图6所示的三对倾转机翼(含水平尾翼)具有两个双桨同在一轴可倾，一个桨轴平置的螺旋桨分动式展翼直升机，制造出如图9所示的具有两个双桨同在一轴可倾，一个桨轴平置的旋翼桨分动式展翼直升机。
[0010]双桨同在一轴的机构如图8所示，图8与图3相比，图8是在图3的基础上增加一层(级)螺旋(旋翼)桨。(图8中17号件为两个)
[0011]再进一步的变升级为三桨、四桨同在一根轴的可倾轴机构，用这些多桨同一轴的机构可以构造多种型号的可倾轴直升机，如四轴可倾前、后机翼具有可倾轴螺旋(旋翼)桨直升机。
[0012]本发明提及的各种系列的直升飞机，它们的与普通展翼飞机机构相同的部分，如垂直尾翼、水平尾翼及其控制系统、机身框架等等，本发明的说明书及附图中无需说明，因为普通专业人员都知道。
[0013]6、【附图说明】:图1是具有3对倾转机翼、两个可倾轴螺旋桨(单桨)、一个平置轴螺旋桨的分动式展翼直升飞机的主视图。图1中:1、前机翼，2、平置轴螺旋桨机构，3.中机翼，4、中机翼螺旋桨机构,5、机身,6、水平尾翼,7、垂直尾翼。
[0014]图2是图1的局部俯视图。
[0015]图3是图1的A-A局部放大剖视图(拆去图1中的3号件的机翼蒙皮、框架)。图3中:8、28号件为倾转机翼管轴，9、密封板，10,18,48号件螺帽，11、47号件锥齿轮，12号螺旋桨轴，13、15、29号轴承，14号桨轴外壳，16号压紧螺帽，17、螺旋(旋翼)桨片，19,33号件螺钉，20号定位板架，21、插销，22、弹簧，23、24、38、39、42、43、49、50、螺栓组件，25、机身侧置框架，26、手把环，27、轴承座组件，28、倾转机翼管状轴，30、链轮(齿轮)。31、离合器，32、链条，34、挡环，35、机身框架，36、发动机，37、机身蒙皮，40、44号件密封环，41、密封圈，45、盖，46、传动轴。
[0016]图4是C-C局部放大剖视图，它显示倾转机翼管轴28号件与机身框架25号件通过27号轴承座组件的联接关系。
[0017]图5是D-D局部放大剖视图，它显示26号件带动倾转机翼管状轴28号件的转动范围以及20号件定位板架上的插销孔分布状况。
[0018]图6是两个双桨同在一根轴、可倾、平置轴螺旋桨分动式倾转机翼直升机的主视图，图6中:1、前机翼2、平置螺旋桨机构，3、中机翼，4、可倾轴双螺旋桨机构，5、机身，6、水平尾翼，7、垂直尾翼。
[0019]图7是图6的局部俯视图。
[0020]图8是图6A-A位置局部放大剖视图(拆去图6中3号机翼框架、蒙皮)。
[0021]图9是双旋翼桨共装在一根轴上的倾轴旋翼直升机，它的A-A剖视图与图8相同。图9中:1、机身，2、平置轴螺旋桨机,3、前机翼,4、可倾轴旋翼桨机构,5、垂直尾翼,6、尾(后)机為.。
[0022]图10是图9的局部俯视图，图10中:7、襟翼。
[0023]图11是图1、图6、图9的B-B局部放大剖视图(拆去桨轴倾转机构)。它显示机翼蒙皮、机翼框架、机翼倾转轴之间的联接以及倾转机翼的操控机构。图11中:1、机翼框架，2、机翼倾转轴，3、机翼蒙皮，4、机翼侧平置框架，5、6、螺栓组件，7、机身框架，8、螺栓，9、定位板架，10、弹簧，11、转动手把环，12、插销，13、螺钉，14、轴承座组件，，15、挡环。
[0024]图12是图11的M-M局部放大剖视图。它显示机翼框架、机翼蒙皮、机翼倾转轴之间的位置关系。
[0025]7、实施例:以具有两个可倾轴螺旋桨(单桨)、一个平置轴螺旋桨的分动式3对倾转展翼直升机图1为例。
[0026](I)飞机的垂直上升:为减少上升时的阻力，上升时飞机的各机翼处于竖直向上状态，安装在机翼上的螺旋桨轴处于垂直向上位置，如图1的实线所示。启动发动机36 (看图3)，把传动轴上的离合器31号件与链轮30号件接合，传动轴46号件带动47号件锥齿轮，47号件带动11号件、12号件、12号件上的螺旋桨17号件旋转，于是飞机垂直上升。
[0027](2)垂直上升后变水平飞行。操作程序及方法:1、保持中机翼上的螺旋桨作直升状态，图3中的17号件保持旋转状况；2、水平尾翼倾转至水平状态，具体操作与普通展翼飞机一样；3、前机翼倾转至水平状态，此时拔转图15中12号件并推转带动11、2号件，机翼到水平位置，然后插上12号件至9号件的板孔上(图5)定位；4、启动机身上的平置轴螺旋桨，操作方法与普通飞机机身前螺旋桨发动机一样，飞机具有水平前进速度；5、中机翼上的螺旋桨停止转动，方法是把A-A图中的31离合器与30链轮分离；6、中机翼及其上的螺旋桨轴倾转至水平位置，拔出图3中21号件并推转带动26、28、14号件以及14号内的12号件等，然后插上21号件至20号件的板孔里(图5)定位(飞机中机翼上螺旋桨处于图1中双点划线状况);7、启动中机翼上的螺旋桨运转，方法是把离合器31号件与链轮30号件接合，传动轴46号件带动47号件锥齿轮，47号带动11号件、12号件、12号件上的螺旋桨17号件旋转，飞机加力作水平飞行。
[0028](3)水平飞行中的左(右)拐弯，操作程序与方法:1、操作垂直尾翼7号件偏左、(右)转，操控机构与方法与普通飞机一样；2、前机翼左边作负角(正角)、右边作正角(负角)倾转，此时拔转图15中12号件并推转带动11、2号件使左前机翼成负角(正角)，右前机翼成正角(负角)状态，完成拐弯动作后复位前机翼，插上12号件至9号件的板孔上(图5)定位，复位垂直尾翼，飞机继续直线飞行。
[0029](4)前进中的爬升(降高)，操作程序与方法:1、爬升(降高)时前机翼作正角(负角)倾转；尾翼作负角(正角)倾转。尾翼的操控方法与普通飞机一样，前机翼操控时，拔转图15中12号件并推转带动11、2号件使前机翼成正角(负角)倾转，完成动作后复位前机翼，插上12号件至9号件的板孔上(图5)定位，复位尾翼，飞机继续保持平飞状态。
[0030](5)降落操作程序与方法:1、中机翼上的螺旋桨停止旋转，操作方法是(看图3)，把传动轴上的离合器31号件与链轮30号件分离，传动轴46、47、11、12号件、12号件上的螺旋桨17号件停止旋转，2、倾转中机翼及其上的螺旋桨至垂直位置(或稍微偏后)，方法(看图3)是拔、推21号件，21号带动26、28、14号内的螺旋桨轴12号，带动固定在28号、8号上的机翼转动至竖直位置，把21号件插入到20号件的定位板的孔上定位。3、启动中机翼上的螺旋桨，方法是(看图3)，把传动轴上的离合器31号件与链轮30号件接合，传动轴46号件带动47号件锥齿轮，47号件带动11号件、12号件、12号件上的螺旋桨17号件旋转，4、停止机身上的平置轴旋转桨运转。5、中机翼上的螺旋桨减速(发动机36号减速)，直至飞机降落。
[0031]8、本发明的优点:本发明之直升机，1、具有较高的安全性；2、当采用了多级螺旋(旋翼)桨同轴运转后，可以减小螺旋桨的旋转半径，使飞机小型化，甚至可以制造人力脚踏飞行器；3、当采用多个多级同轴螺旋(旋翼)桨方案后，可以制造大型大载重量的直升飞机。4、技术难度不大。
【主权项】
1.本发明涉及一种倾轴(叶片、旋翼)螺旋桨直升飞机。本发明之倾转轴多推进机构(机器)分动展翼直升机由机身、机翼、尾翼、垂直尾翼、三个以上的(含三个)推进器(机器)等组成，其特征是至少有两个以上(含两个)推进机构(机器)安装于机翼并能倾转，推进机构(机器)桨轴上装有η层(级)螺旋(螺旋片、旋翼)桨，η为1、2、3.......2.根据权利要求1所述的直升机，其特征是它的每一层(级)螺旋(旋翼)桨有η个螺旋片(旋翼)所组成，η为1、2、3.......3.根据权利要求1所述的直升机，其特征是它安装有三对(I左、I右为一对)以上的机翼(含三对，其中包含水平尾翼)，这些机翼中至少有两对机翼相当于机身是可以倾转的。4.根据权利要求1所述的直升机，其特征是采用一台发动机同时驱动左、右两边机翼上的两个螺旋(旋翼)桨推进机构，发动机安装在机身内，驱动安装在空心套管轴内的传动轴及传动轴上的锥齿轮，进而驱动左、右机翼上两个螺旋桨支承壳体内的共轭锥齿轮，带动各个螺旋(旋翼)桨轴上的螺旋(旋翼)桨旋转。5.根据权利要求1所述的直升机，其特征是安装在左、右两边机翼上的两个螺旋(旋翼)桨推进机构各由一台发动机单独驱动。6.根据权利要求1所述的直升机，其特征是它采用倾轴旋翼桨推进(机器)机构，推进机构(机器)的支承壳体上固定连接着一个轴心线与推进机构(机器)轴心线成垂直状况的空心套管轴(轴)，该空心套管轴(轴)与(机身框架)机翼框架之间通过轴承互相连接，转动套管轴(轴)，就可以实现推进机构(机器)相对于机身的倾转。7.根据权利要求3所述的直升机，其特征是它的机翼沿展长方向顺着套管轴(轴)的轴心线固定在套管轴(轴)上，套管轴(轴)与机身框架是通过轴承(滚动轴承、滑动轴承)相连接；转动套管轴(轴)可以实现机翼相对机身的倾转。8.根据权利要求1所述的直升机，其特征是至少有一个推进机构(机器)的转动桨轴是与机身上下坐标相垂直，平置安装机身(机翼、垂直尾翼)，只提供与机身上下坐标相垂直方向的动力。
【文档编号】B64C27/04GK105882948SQ201510053632
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月26日
【发明人】李荣德
【申请人】李荣德