具有纵列旋翼的飞行物的制作方法

专利名称：具有纵列旋翼的飞行物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的具有纵列旋翼的飞行物，特别地为直 升机。 本发明一般涉及一种直升机。特别地但不是排他地，涉及一 种玩具直升机，特别地涉及一种遥控模型直升机或玩具直升机。
背景技术：
直升机是一种复杂的机器，其一般是不稳定的，从而很难控 制。需要相当多的经验以安全操作直升机而不会出事。 典型地，直升机包括机体、主旋翼和尾旋翼。在其他情况下, 直升机包括机体、主旋翼和第二纵列旋翼。本发明主要涉及具有主旋翼和 纵列旋翼的直升机。 纵列式直升机具有两个直径大致相似的旋翼。该旋翼被设置 为沿着直升机机体典型地朝着每一端。该旋翼路径的尖端可以在一定的延 伸长度上重叠。在这种情况下， 一个旋翼被设置成比另一个高以避免旋翼 叶片的碰撞。
已经发现，旋翼轴相距一定距离的纵列配置中的旋翼的逆向 旋转具有失稳和不对称效应。偏航改变导致头部/尾部漂移，并且该旋翼 推动纵列俯冲和滑行。例如需要不同的提升力来使得直升机前进和后退， 从而该两个旋翼之间的不同转矩产生非预期的偏航效应。所有这些效应的组合导致很难找到用于稳定盘旋的纵列的自然纵倾而不对头部/尾部和 侧向尺寸进行驾驶校正。
主旋翼和纵列旋翼提供了向上的力以保持直升机在空中，以 及提供侧向或前向或后向的力以便在需要的方向上驾驶直升机。这可以通 过使得该旋翼的螺旋桨叶片的入射角随着该旋翼旋转而循环变化来实 现。
该旋翼具有偏离其位置的自然趋势，如果飞行员失去了对于 直升机驾驶的控制，这将导致不受控制的移动和直升机坠落。 解决方案利用了已知的由Coreolis力和离心力引起的陀螺 进动现象来获得该预期效果。
—般地，纵列直升机的稳定性包括下列之间的相互作用 旋翼叶片的旋中；任何可能的稳定杆的移动； 该系统例如陀螺仪等用于补偿该旋翼的阻挡转矩中的小的非
预期变化；和 该直升机的控制，其控制该旋翼。
当这些部件基本平衡时，飞行员应当能够按照预期来驾驶该
直升机。
然而，这并不意味着，该直升机能够自己飞行或自动驾驶并
从而保持特定的飞行位置或机动飞行例如盘旋或缓慢移动而不需要飞行 员干预。
此外，对于完整尺寸操作的真实直升机以及玩具直升机或遥
控模型直升机来说，直升机飞行通常需要强化训练和飞行员的很多经验。

发明内容
本发明的目的是通过提供一种简单廉价的自动稳定具有纵列
旋翼的飞行物特别是直升机的方案，来减小上述和其他缺点中的一个或多 个。操作该直升机变得更简单，并且能够减少对于飞行员的长期经验的需 要。 该具有纵列旋翼的飞行物特别是直升机应当满足以下更多或 更少程度的需要 (a)在飞行条件被意外干扰的情况下，它能返回稳定盘旋
位置。这种干扰发生的形式包括阵风、湍流、机体或旋翼的机械负载改变、由于调节旋翼螺旋浆叶片入射角度或斜度的周期变化而导致的机体位置
变化；和 (b)返回该稳定位置所需的时间应当相对较短并且直升机 的移动应当相对较小。
本发明涉及一种具有纵列旋翼的飞行物特别是直升机，包括
具有主旋翼的机体，主旋翼具有由旋翼轴驱动和通过接头装配到该旋翼轴 上的螺旋浆叶片。主旋翼旋转表面和该旋翼轴之间的角度可以变化。还包 括具有由旋翼轴驱动和通过接头装配到该旋翼轴上的螺旋浆叶片的纵列 旋翼。该纵列旋翼旋转表面和该旋翼轴之间的角度可以变化。该直升机包括于2006年8月3日提交的名称为"直升机" 的美国专利申请第11/462177号和2006年8月18日提交的名称为"直 升机"的美国专利申请第11/4651781号中所述的自动稳定旋翼。 在本发明的一个形式中，该直升机具有在相同方向上自转的 主旋翼和纵列旋翼。在本发明的另一个形式中，该直升机具有在相反方向 上自转的主旋翼和纵列旋翼。 当外部偏航干扰导致机体旋转时，对于在相同方向旋转的旋 翼，两个旋翼的旋转速度都出现相同数量的减少或增加。当该旋翼反向旋 转时，该数量相似但是变化是相反的。这大致与该机体的旋转速度相等。
这两个旋翼，即主旋翼和纵列旋翼，被设置成相距一定水平
距离。这些旋翼在同向转动旋翼的情况下被倾斜，从而使得它们补偿由自 转旋翼引起的转矩效应。 飞行员发出的或者缺乏经验的/意外的偏航效应实质上克服 了前/后尺寸的漂移和机体的非预期倾斜。当旋翼在相同方向转动时，该 螺旋推力实质上没有倾斜或导致机体侧向漂移。
在本发明的一种形式中，该直升机的主旋翼和纵列旋翼每个
都被提供有分别由主旋翼或纵列旋翼的轴驱动的辅助旋翼。该辅助旋翼提 供有基本上直线延伸或以相对于它们纵轴的锐角而延伸的两个翼片。当相 对于该翼片在垂直于它们各自旋转平面的方向上观察螺旋浆叶片时，该位 移的锐角被确定。
在本发明的一些其他形式中，仅在该主旋翼或纵列旋翼中的
一个上有辅助旋翼。
该"纵轴"是从主旋翼的旋转平面上看的，并且基本平行于该主旋翼的至少一个螺旋浆叶片的纵轴或者与后者的螺旋浆叶片轴成一 个相对小的锐角。这样，当垂直于该主旋翼和辅助旋翼的旋转平面观察 时，这种辅助旋翼的每个翼片从主旋翼的各个螺旋浆相对偏移。 该辅助旋翼以摆动方式在摆动轴上提供，该摆动轴被设置成 分别基本横向于主旋翼和纵列旋翼的旋翼轴。它被定相位基本横向于该翼 片的纵轴。 主旋翼和辅助旋翼通过机械链接互相连接，从而使得辅助旋 翼的摆动控制主旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角。纵列旋翼和辅助旋 翼通过机械链接互相连接，从而使得辅助旋翼的摆动控制纵列旋翼的至少 一个螺旋桨叶片的入射角。
在一些情况中，通过使用翅片延伸向前和/或向后延伸机体 和/或在这些方向中的至少一个上延伸机体本身来增强对纵列直升机的 偏航控制。同时延伸前部和后部是一种有效的偏航控制。
在实践中，这种改进的纵列直升机更稳定，并且通过或不通
过用户的有限干预而相对迅速地稳定其自身。 该具有螺旋桨叶片的主旋翼被装有叶片的旋翼轴驱动。辅助 旋翼被主旋翼的旋翼轴驱动，并且就主旋翼旋转而言具有来自该旋翼轴的 辅助旋翼被以摆动关系安装在振荡轴上，并且该摆动运动是 围绕该辅助轴相对向上和向下的。辅助轴被设置成基本横向于主旋翼的旋 翼轴。主旋翼和辅助旋翼通过机械链接互相连接，从而使得辅助旋翼的摆 动控制主旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角。 该旋翼在该旋翼和旋翼轴旋转的平面上的入射角可以变化， 并且一个可以与该旋翼轴一起旋转的辅助旋翼用于围绕该旋翼轴进行相 对振荡运动。不同的相对位置这样设置以通过该辅助旋翼使得主旋翼的入 射角不同。该主旋翼和辅助旋翼之间的链接导致辅助旋翼的位置变化转化 为入射角变化。 主旋翼的螺旋桨叶片和辅助旋翼的翼片分别通过机械链接相 互连接，该机械链接允许该螺旋桨叶片和辅助旋翼的翼片之间的相对运 动。


为了进一步解释本发明的特性，参照附图，仅作为示例而不 是以任何方式限制地给出以下根据本发明的改进的直升机的实施例，其 中
图1示出了旋翼在相同方向上转动的直升机的实施例的透视
图2示出了旋; 图3示出了旋;
图4示出了旋] 图5示出了旋〗 图6示出了旋] 图7示出了旋j 图8示出了旋;
在相同方向上转动的直升机的实施例的顶视在相同方向上转动的直升机的实施例的底视在相同方向上转动的直升机的实施例的前视在相同方向上转动的直升机的实施例的后视在相同方向上转动的直升机的实施例的右视在相同方向上转动的直升机的实施例的左视在相同方向上转动的直升机的实施例的截面
侧视图； 图9示出了穿过旋翼在相同方向上转动的直升机的前旋翼结 构的截面前视图； 图10示出了从侧面观察旋翼彼此相反转动的纵列直升机的 另一配置； 图11示出了从顶面观察旋翼彼此相反转动的纵列直升机的 另一配置； 图12示出了从顶面观察旋翼彼此相反转动的纵列直升机的 典型配置示意图； 图13示出了从侧面观察旋翼彼此相反转动的纵列直升机的 典型配置示意图，其中为了清楚起见除去了稳定器； 图14示出了从顶面观察旋翼在相反方向上转动的纵列直升 机的典型配置示意图，其中为了清楚起见省略了稳定器； 图15示出了从前面观察旋翼在相反方向上转动的纵列直升机的典型配置示意图，其中为了清楚起见省略了稳定器； 图16示出了从顶面观察旋翼在相同方向上转动的纵列直升
机的典型配置示意图； 图17示出了从前面观察旋翼在相同方向上转动的纵列直升
机的典型配置示意图，其中为清楚起见省略了稳定器； 图18示出了从侧片观察纵列直升机的另一配置； 图19示出了从侧面观察旋翼在相同方向上转动的纵列直升
机的另一配置，其中为清楚起见省略了稳定器； 图20示出了从顶面观察旋翼在相同方向上转动的图19的纵 列直升机的配置，其中为清楚起见省略了稳定器； 图21示出了从顶面观察旋翼在相同方向上转动的图19的纵 列直升机的配置，其中为清楚起见省略了稳定器； 图22示出了从侧面观察旋翼在相同方向上转动的纵列直升 机的另一配置，其中为清楚起见省略了稳定器； 图23示出了从透视侧位置观察旋翼在相同方向上转动的纵 列直升机的另一配置，其中为清楚起见省略了旋翼和稳定器； 图24A示出了从前面观察旋翼在相同方向上转动的图23的 纵列直升机的配置，其中为清楚起见省略了旋翼和稳定器； 图24B示出了从后面观察旋翼在相同方向上转动的图23的 纵列直升机的配置，其中为清楚起见省略了旋翼和稳定器； 图25示出了透视观察旋翼在相同方向上转动的纵列直升机 的另一配置，其中为清楚起见省略了旋翼和稳定器； 图26示出了用于控制旋翼在相同方向上转动的纵列直升机 的偏航的系统； 图27示出了主旋翼和辅助旋翼的细节； 图28是主旋翼和辅助旋翼的进一步表示； 图29是主旋翼和辅助旋翼以及它们之间链接的更详细表 示；和 图30是主旋翼和辅助旋翼的更详细表示。
具体实施例方式
直升机包括机体，具有由旋翼轴驱动的螺旋桨叶片的主旋翼，该叶片被安装在该旋翼轴上。纵列旋翼由第二旋翼轴驱动。在一些情 况中，该旋翼轴被定向为基本平行于主旋翼的旋翼轴。在其他情况中，该 旋翼轴可以彼此相互倾斜。当从直升机的前方或后方观察时， 一个轴可以 向左倾斜，另一轴可以向右倾斜，或者反之。 辅助旋翼由主旋翼的旋翼轴驱动，并且在主旋翼旋转的方向 上具有来自该旋翼轴的翼片。辅助旋翼被以摆动关系安装在振荡轴上，并 且该摆动运动是围绕该辅助轴相对向上和向下的。 辅助旋翼的直径小于主旋翼的直径。主旋翼和纵列旋翼在相 同方向上旋转。 主旋翼的辅助轴被设置成基本横向于主旋翼的旋翼轴。主旋 翼和辅助旋翼通过机械链接互相连接，从而使得辅助旋翼的摆动控制主旋 翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角。 其中还包括由纵列旋翼的旋翼轴驱动的辅助旋翼。其中就纵 列旋翼旋转而言具有来自纵列旋翼轴的翼片用于旋转。该辅助旋翼被以摆 动关系安装在振荡轴上，并且该摆动运动是围绕该辅助轴相对向上和向下 的。其配置是两个旋翼中仅有一个装配有辅助旋翼。 纵列旋翼的辅助轴被设置成基本横向于纵列旋翼的旋翼轴。 纵列旋翼和辅助旋翼通过机械链接互相连接，从而使得辅助旋翼的摆动控 制纵列旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角。
在一些情况中，主旋翼和纵列旋翼每个包括被设置成基本互
相成直线的两个螺旋桨叶片。在其他情况中，该旋翼轴彼此相对倾斜。 主旋翼的螺旋桨叶片和辅助旋翼的翼片通过机械链接连接到 主旋翼，该机械链接允许主螺旋桨叶片与辅助旋翼的翼片之间的相对运 动。主旋翼与螺旋桨叶片之间的接口由心轴形成，其被固定到主旋翼的旋 翼轴上。 纵列旋翼的螺旋桨叶片和纵列旋翼的辅助旋翼的翼片通过机 械链接连接到纵列旋翼，该机械链接允许纵列螺旋桨叶片与辅助旋翼的翼 片之间的相对运动。纵列旋翼与螺旋桨叶片之间的接头由心轴形成，其被 固定到纵列旋翼的旋翼轴上。 主旋翼和纵列旋翼的心轴基本上分别在主旋翼和纵列旋翼的 螺旋桨叶片的纵向上延伸。其平行于该翼片之一或者被设置成相对于该纵 向成一个锐角。[oosi] 该机械链接包括杆铰链，其被通过一个固定点安装到辅助旋
翼的翼片上并且通过另一固定点铰链安装到主旋翼的螺旋桨叶片上。该杆 的固定点被设置到主旋翼上与主旋翼螺旋桨叶片的心轴的轴相距一定距 离，而该杆的另一固定点被设置到辅助旋翼上与辅助旋翼的振荡轴的轴相 距一定距离。该杆被通过其固定点分别固定到作为主旋翼和辅助旋翼的一 部分的杠杆臂上。类似的结构应用在纵列旋翼的螺旋桨叶片和纵列旋翼的 辅助旋翼的翼片之间。 主旋翼上的杆的固定点与该主旋翼的螺旋桨叶片的心轴的轴 之间的距离大于辅助旋翼上的杆的固定点与该辅助旋翼的振荡轴的轴之 间的距离。类似的结构和配置应用于纵列旋翼的螺旋桨叶片和该纵列旋翼 的辅助旋翼的翼片。 在该旋转平面中的辅助旋翼翼片的纵轴被设置成相互成一个 锐角。该角度可以是与主旋翼的一个螺旋桨叶片的纵轴成大约10°到17°。 在另一形式中，在该旋转平面中的主旋翼的一个螺旋桨叶片的纵轴被设置 成与将这些螺旋桨叶片安装到旋翼轴的心轴的轴成一个锐角。
该"纵轴"是从主旋翼的旋转平面中看的，并且基本平行于 主旋翼的至少一个螺旋桨叶片的纵轴或者被设置成与后者的螺旋桨叶片 轴成一个相对较小的锐角。该辅助旋翼的每个翼片与最接近它的主旋翼的 各个螺旋桨相对偏移。 当垂直于主旋翼和辅助旋翼的旋转平面观察时，该偏移是一 个相对较小的锐角。在一些情况中，每个翼片及其各自最接近或相关联的 螺旋桨是对齐的和不偏移的。该翼片可以是任意大小和形状。该翼片可以 具有类似叶片的形状。在一些情形中，存在一个相对于该螺旋桨成相对较 小角度例如大约17度的杆。从末端、通过该翼片的侧向截面或通过该翼 片纵向或从一侧纵向观察，该翼片的叶片可以具有任何合适的轮廓。在一 些情况中，该杆是圆柱形部件，并且可以在该杆上的不同点设置重量块。 在不同的方式中，提供一种直升机，具有机体和主旋翼，该 主旋翼具有由旋翼轴驱动并且被安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片。该系统 允许该主旋翼在该旋翼的旋转平面上和旋翼轴的入射角改变。辅助旋翼可 以与该旋翼轴一起旋转并且用于围绕该旋翼轴的相对振荡运动。不同的相 对位置被确定以使得该辅助旋翼引起该主旋翼的入射角不同。
在另一不同方式中， 一种直升机具有机体和主旋翼，该主旋翼具有由旋翼轴驱动并且被安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片。该主旋翼和 旋翼轴的旋转面之间的角度可以改变。辅助旋翼由主旋翼的旋翼轴驱动并 且具有两个翼片。主旋翼和辅助旋翼通过机械链接互相连接，从而使得该 辅助旋翼的运动控制主旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角。还有由第二 旋翼轴驱动的纵列旋翼，该第二旋翼轴被定向为基本平行于主旋翼的旋翼 轴。
该直升机可以被设置成使得该主旋翼和纵列旋翼在相同方向 上旋转。可选地，主旋翼和纵列旋翼在相反方向上旋转。
附图中一般通过示例显示的直升机1是一种遥控直升机，其
主要包括机体2,其可以包括一些形式的起落架。第一系统4是主旋翼4a， 辅助旋翼5a被同步驱动，并且第二系统5是纵列旋翼4b，辅助旋翼5b 被同步驱动。辅助旋翼5a和5b和相关的控制是该驱动器和/或分别来自 该直升机的两个稳定器的控制杆。主旋翼4a由第一前向定向的旋翼轴8a上的旋翼头7a提供， 该旋翼轴8a被以旋转方式支承安装在直升机l的机体2上。这是由电动 机9a和变速箱10a包括齿轮装置驱动的。电动机9a例如是由电微处理器 和电池ll供能的电动机。该纵列旋翼系统被类似地构建，也就是说，包 括电动机9b和变速箱10b,并且电动机9b例如是由电池11供能的电动机。 在这种情况下，主旋翼4a具有成直线排列或者部分成直线 排列的两个螺旋桨叶片12a，但是它也可以包括更多数量的螺旋桨叶片 12a。在这种情况下，纵列旋翼4b具有成直线排列或者部分成直线排列的 两个螺旋桨叶片12b，但是它也可以包括更多数量的螺旋桨叶片12b。 如图27详细示出的，螺旋桨叶片12a的斜度或入射角A,或 者说是如图所示构成螺旋桨叶片12a与主旋翼4a的旋转平面14的角度 A，可以被调节，因为主旋翼4a是通过接头铰链安装到旋翼轴8a上的， 从而使得主旋翼的旋转平面与该旋翼轴之间的角度可以自由变化。类似的 但不需要相同的配置和操作被提供给纵列旋翼系统。例如，纵列旋翼可以 在副主旋翼上有更多或更少的重量块，或者相对于主旋翼系统有不同的大 小和形状。 在具有两个螺旋桨叶片12a的主旋翼4a的例子中，该接头 由旋翼头7a的心轴15a形成。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b以及叶片12b。辅助旋翼5a的轴14a优选地与旋翼4a的纵轴13a形成锐角 B。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b以及叶片 12b。轴13b和14b也是相似的关系。 直升机1还具有由同一旋翼轴8a和旋翼头7a基本上与主旋 翼4a同步驱动的辅助旋翼5a。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统 中的旋翼4b和5b。 在这种情况下，辅助旋翼5a具有基本上与它们的纵轴14a 共线的两个翼片。就主旋翼4a的旋转方向R而言，纵轴14a基本上与主 旋翼4a的螺旋桨叶片12的纵轴13a平行或者与后者围成一个相对较小的 锐角B。旋翼4a和5a通过它们的螺旋桨叶片12和翼片5a或多或少地相 互叠加平行延伸。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b 和5b。在图2中，该角度是在轴14a与旋翼13的铰链线之间并穿过心轴 15。该未被显示的铰链线平行于该纵轴，但是可以变化以改变或调节该稳 定系统。在所示情况中，角B和F大致相同，从而角G大约为O度。 辅助旋翼5a的直径优选地小于主旋翼4a的直径，因为翼片 5a具有比螺旋桨叶片12更小的跨距，并且翼片5a实质上是互相刚性连 接。该形成辅助旋翼5a的刚性整体被以摆动方式提供到振荡轴30上，该 振荡轴30被固定到旋翼轴8a的旋翼头7a上。它被定向为横向于翼片12 的纵轴并且横向于旋翼轴8a。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中 的旋翼4b和5b。主旋翼4a和辅助旋翼5a通过机械链接相互连接，以设定主 旋翼4a的至少一个螺旋桨叶片12的入射角A。在给出的例子中，该链接 由杆31形成。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和 5b。杆31通过接头33和杠杆臂34与主旋翼4a的螺旋桨叶片12 的一个固定点32和与之相距一定距离的另一第二固定点35铰链安装，它 被通过第二接头36和第二杠杆臂37铰链安装到辅助旋翼5a的翼片上。 类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。主旋翼4a上的固定点32被设置成与主旋翼4a的螺旋桨叶 片12a的心轴15的轴16相距距离D，而辅助旋翼5a上的另一固定点35 被设置成与辅助旋翼5a的振荡轴30的轴38相距距离E。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。 距离D优选地大于距离E。距离E在图2、 29和30中示出， 以及振荡轴30的轴和杠杆臂37的轴之间的距离。距离D大约是距离E的 两倍。杆31的固定点32和35都被定位。这是在主旋翼4a的螺旋桨叶片 12a或辅助旋翼5a的翼片28的相同侧上的旋转方向R上。换句话说，就 该旋转方向而言看，它们都被设置在螺旋桨叶片12a和翼片5a的前方或 后方。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。并且优选地，就旋转方向R而言看，辅助旋翼5a的翼片5a 的纵轴14a与主旋翼4a的螺旋桨叶片12a的纵轴13a围成角B，该围成 的角B最好是大约10°到大约17。的数量级，从而就旋转方向R而言看， 翼片5a的纵轴14a引导螺旋桨12a的纵轴13a。不同的角度范围例如5° 到25。也可以是适宜的。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋 翼4b和5b。辅助旋翼5a具有两个稳定重量块39，其每个被固定到与旋 翼轴8相距一定距离的翼片5a上。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼 系统中的旋翼4b和5b。此外，直升机l具有接收器，从而可以相隔一定距离通过遥 控控制，该遥控未示出。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋 翼4b和5b。作为直升机类型的函数，可能通过实验来寻找角B的最合适 的值和关系，下述距离D和E和G和F之间的关系，重量块39的大小， 以及主旋翼4a和辅助旋翼5a之间的直径关系，从而确保最大的自动稳定 性能。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。根据本发明的改进的直升机l的操作如下 在飞行中，旋翼4a和5a在特定速度上被驱动，从而相对于 该旋翼形成相对气流，从而主旋翼4a和5a生成向上的力以使得直升机1 上升或下降或保持在特定高度，并且该旋翼发展了用于驾驶直升机1的侧 向力。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。主旋翼4a不能够自我调节，并且它将在它被启动的平面 114a上转动，通常该平面垂直于旋翼轴8a。在陀螺进动、湍流和其他因 素的影响下，如果不被控制，它将处于非预期的任意位置。类似的结构和 操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。[ooio9]辅助旋翼5a的旋转表面可以采取与主旋翼4a的旋转表面 114a不同的另一斜度，从而使得两个旋翼5a和4a相对于旋翼轴8a采取 另一斜度。该斜度的差别可以源于任何内部或外部力或干扰等等。 [ooni]在直升机1在空中一点稳定盘旋而没有任何干扰内部力或外
部力的情形中，辅助旋翼5a保持在基本上垂直于旋翼轴8a的平面中转动。然而，如果机体2由于任何干扰等而失去平衡，并且旋翼轴 8离开其均衡位置，那么辅助旋翼5a不会立即跟随该运动，因为辅助旋翼 5a能够围绕振荡轴30自由运动。主旋翼4a和辅助旋翼5a被以这种方式彼此相对布置，以使 得辅助旋翼5a的摆动几乎是被立即转化成螺旋桨叶片12的斜度或入射角 A的调节。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。对于两叶片的主旋翼4a，这意味着两个旋翼4a和5a的螺旋 桨叶片12和翼片28就旋转方向R而言看必须基本平行，在较大主旋翼 4a和较小辅助旋翼5a的情况下相互围成例如10°到17。的锐角。类似的结 构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。对于任何直升机1或者任何类型的直升机，可以通过实验来
计算或确定该角度，并且该角度可以对于该旋翼和纵列旋翼不同。如果在直升机l盘旋的情形中，旋转轴8a釆取了与对应于 上述均衡位置的不同的另一倾斜度，那么将发生以下情形类似的结构和 操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。第一个效应是，辅助旋翼5a将首先试图保持其绝对倾斜度， 由此，辅助旋翼5a的旋转表面相对于旋转轴8a的相对倾斜度改变。类似 的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。结果，杆31将调节螺旋桨叶片12的入射角A，从而螺旋桨 叶片12的向上的力将在主旋翼4a的一侧增加而在该主旋翼直径相对的一 侧减少。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。由于主旋翼4a和辅助旋翼5a的相对位置被选择为获得相对 瞬时效应。该向上的力的变化确保了旋翼轴8a和机体2被推回到它们原 始的均衡位置。第二个效应是，由于该翼片的远端与主旋翼4a的旋转平面14之间的距离不再相等，并且该翼片28引起向上的力，所以在主旋翼4a 与辅助旋翼5a之间产生的压力在主旋翼4a的一侧大于其直径相对的一 侧。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。第三个效应在该直升机由于干扰而开始倾斜到前方、后方或 侧向时起作用。就象在摆锤的情况中，该直升机将被倾斜以回到其原始状 态。与装配有被定向成横向于主旋翼螺旋桨叶片的稳定杆的已知直升机不 同，该摆锤效应不会产生任何失稳陀螺力。它作用以增强该第一和第二效 应。该效应具有不同的来源但是具有相似的本质。它们互相增强 以自动校正直升机1的均衡位置而不需要飞行员的任何干预。如果需要，本发明的这一方面可以单独应用，就象该辅助旋 翼5a的方面能够被单独应用到具有主旋翼4a与辅助旋翼5a相组合的直 升机中。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。在实践中，该两个方面的组合使得能够制造一种在任何方向 和任何飞行条件下都非常稳定的直升机，即使是仅有较少经验或者没有经 验的人也很容易控制它。很明显，主旋翼4a和辅助旋翼5a不需要被制成一个刚性整 体。螺旋桨叶片12a和翼片5a也可以在旋翼头7a上提供以使得它们被安 装并能够相对独立地旋转。在这种情况下，例如，可以应用两个杆31以 便每次将一个螺旋桨叶片12a连接到一个翼片5a。类似的结构和操作被 提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。还很明显的是，如果需要，该接头和铰链接头也可以以所示 方式之外的其他方式实现，例如通过使用扭曲挠性部件。在主旋翼4a具有多于两个螺旋桨叶片12的情况下，优选地 应当确保至少一个螺旋桨叶片12a基本平行于辅助旋翼的一个翼片5a。 该确切角度通过测试确定并且可以不为0。主旋翼4a的接头优选地制成为 球形接头或者心轴15，其被定向为基本横向于辅助旋翼5a的振荡轴30 的轴并且基本上在基本平行于翼片5a的一个相关的螺旋桨叶片12a的纵 向上延伸。类似的结构和操作被提供给纵列旋翼系统中的旋翼4b和5b。在另一形式中，该直升机包括机体和主旋翼，该主旋翼具有 由旋翼轴驱动并且被安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片。辅助旋翼由主旋翼 的旋翼轴驱动并且具有在主旋翼旋转方向上的来自该旋翼轴的两个翼片。该辅助旋翼被以摆动关系安装在振荡轴上，并且该摆动运动 是围绕该辅助轴相对向上和向下的。该辅助轴被设置成基本横向于主旋翼 的旋翼轴。主旋翼和辅助旋翼通过机械链接互相连接，从而使得辅助旋翼 的摆动控制主旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角。该旋翼在该旋翼的旋转平面上和旋翼轴的入射角可以变化。 可以与旋转轴一起旋转的辅助旋翼用于围绕该旋翼轴进行相对振荡运 动。不同的相对位置导致该辅助旋翼使得主旋翼的入射角不同。主旋翼和 辅助旋翼之间的链接导致该辅助旋翼的位置变化转化为该入射角的变 化。主旋翼的螺旋桨叶片和辅助旋翼的翼片通过机械链接连接到 主旋翼，该机械链接允许主螺旋桨叶片与辅助旋翼的翼片之间的相对运 动。主旋翼与螺旋桨叶片之间的接头由心轴形成，其被固定到主旋翼的旋 翼轴上。该机械链接包括杆铰链，其通过一个固定点被安装到辅助旋 翼的翼片上并且通过另一固定点铰链安装到主旋翼的螺旋桨叶片上。纵列直升机具有两个或多或少相似直径的旋翼，该旋翼被沿 着直升机机体设置，典型地每端设置一个。尖端旋翼路径可以在一定程度 上重叠。在这种情况下， 一个旋翼被设置成高于另一个以避免该旋翼叶片 碰撞。图7示出了一种典型配置。两个旋翼执行抬升力以补偿机体 的重量。如果该组合的抬升力超过了该纵列直升机的重量，那么直升机将 起飞。可以需要控制以保持该纵列直升机在空间中一点或沿着预期 轨迹的四维中分析该纵列直升机的稳定性和均衡性。这些控制可以是主动 的(通过飞行员或者由电子设备辅助)或者是被动的(通过空气动力学和 机械设计)。 这些维在图10和11中表示。—前向/后向(100) —侧向左/右(200)—上/下垂直(300) _偏航(400)[OOMl]这四维在空间中没有绝对参照物。因此，必须在飞行中进行
不断校正以保持该纵列直升机按照预期飞行。在实际大小和爱好/玩具纵 列直升机中，人们一般都知道这意味着一组非常特别和复杂的稳定设备例 如陀螺仪和反馈系统在永久的飞行员控制之上。为了实现在维度100和200中的稳定性，以及在一定程度上 的维度400，该纵列直升机装配有如图10和17所述的自动稳定旋翼。该 旋翼系统希望该直升机通过旋翼设计来抵抗维度100和200以及在一定程 度上的维度400中的任何偏差。维度300通常不需要除了飞行员输入之外的任何事情来选择 和保持预期高度，或者爬升和降低速度。维度400，围绕垂直轴的偏航需要处理主旋翼的转矩效应以 及导致偏航变化的任何外部干扰。作为该推力产生的副作用，旋翼产生转矩。该转矩将与该旋 翼的旋转方向相反。在具有主旋翼和尾旋翼的经典直升机中，通过尾旋翼 来补偿该转矩。如果不存在这种补偿，那么该机体将在与该旋翼旋转相反 的方向上围绕该垂直轴旋转。该在顺时针方向上转动的主旋翼在该机体上 产生逆时针方向的转矩。为了阻止该机体永久围绕其垂直轴转动，尾旋翼 被增加以补偿具有侧向力的转矩。在如图12和13所示的纵列直升机中，该两个旋冀转动以使 得一个旋翼1000在方向1100 (顺时针)上的旋转在机体2上产生围绕中 心轴500在方向113上(逆时针)的转矩。另一旋翼2000在方向1200 (逆时针)上的旋转在该机体上产生围绕该旋翼的中心轴在方向114上(顺 时针)的转矩。这在图13中示出。转矩113和转矩114是相等大小但是相反方向的一种完美情 况。因此，该纵列直升机的环状和机体不会自身旋转。 偏航行为该完美情况假定两个旋翼以相同的速度转动，具有相同的阻 力，具有相同的提升力，并且不受外部干扰例如空中阵风和湍流的影响。实际上，这些没有一个是绝对成立的。所以，虽然机体或多 或少地保持其偏航位置，但是由于所有上述因素，它将要不断地和随机地 改变方向。这依赖于飞行员在可能的陀螺仪稳定器或其他设备的帮助下来 对其进行校正。
该模型越小，由于该纵列直升机的惯性更小，这些因素的影
响就越大，需要来自飞行员的更快的校正输入。 偏航不稳定性该逆旋转配置在机体上形成环状转矩。然而，它导致了一个 与偏航稳定性相关的问题。考虑在盘旋位置的纵列直升机，并且假定它是处于盘旋飞行
中的完美静止位置。这在图13中示出。旋翼1000和旋翼2000在相反方 向上转动。旋翼1000和旋翼2000产生相同的抬升力300和400。机体是 水平的。考虑在盘旋位置的同一纵列直升机，并且假定作为所述任何 一个因素(空中阵风，湍流，相对旋翼rpm的轻微变化等)的结果，该机 体开始围绕图13的纵列直升机的垂直中线500在一个方向(本示例中为 顺时针)转动。旋翼1000和旋翼2000在相反方向上转动。由于该机体旋 转和旋转方向，旋翼1000增加了其旋转速度，而旋翼2000相对于空气降 低了旋转速度。由于抬升力以恒定斜度随旋转速度变化，所以旋翼iooo 和旋翼2000现在产生了不同的抬升力，3000较高而4000较低。因为该 抬升力的不同，该机体不再处于均衡，并且倾向于提升旋翼iooo所在的 前端而降低与旋翼2000相邻的后端。因为该抬升力的不同，旋翼1000上 的转矩增加，而旋翼2000上的转矩减少。该转矩中的变化是相同数量但是不同方向的，所以它们相互 抵消并且不影响该偏航干扰。当机体2开始围绕纵列直升机(图13)的垂直中线500在一 个方向(本示例中为顺时针)转动时，沿着一个旋翼的跨距的抬升力沿着 该位置相对于该机体和机体旋转轴变化。距离该机体旋转轴越远，该抬升 力的增加/减少就越高。这进一步增强了该直升机的失稳，并且更加提升 了旋翼1000所在的前端和降低了与旋翼2000相邻的后端。机体2不再保持水平并且提升高抬升力的旋翼和降低低抬升 力的旋翼。旋翼1000的抬升力增加是通过移动该抬升力中心远离直升机 的中心线(加长杠杆)来完成。相关联的旋翼2000的抬升力减少是通过 移动该抬升力中心靠近直升机的中心线(缩短杠杆)来完成。这样，两种 组合的效应增强了由推力不同而导致的向后倾斜的趋势。该倾斜导致了非 预期的和寄生的后向速度。这就在初始偏航千扰的基础上进一步使得该纵列直升机失稳。逆旋转配置中的左右不对称该逆旋转旋翼形成了在空气动力学、陀螺效应中对称的纵列 直升机。这被认为有助于规划布置该部件、机体和该机体的整体设计。然而，逆旋转旋翼在该纵列直升机机体的侧向推力上具有不
对称效应。旋翼1000和旋翼2000是逆旋转的。该旋翼形成了空气下降流
以产生抬升力，但是该下降流在该旋翼的旋转方向上具有螺旋成分。当两
个旋翼的尖端到达机体2的中心时，该螺旋空气利用气流成分来撞击机体 2的一侧。在该纵列直升机上形成了 3阶段效应 a.机体2受到一侧的推力，该侧推力倾向于在该力4000的 方向上推动该直升机。
b.该力4000使得该纵列直升机倾斜到一侧并且两个旋翼等
量倾斜。
c.该抬升力不再垂直，但是具有水平向量。该向量将纵列 直升机推到相反的方向。这增加了该撞击机体2的侧向力。所以，尽管该逆旋转配置明显对称，但是该纵列直升机仍然
具有倾身和滑到一侧的强烈趋势。该趋势随着机体表面、纵列直升机重 量、旋翼旋转速度、旋翼到机体的相对距离、重心位置而变化。总的来说， 该趋势随着该纵列直升机的重量减少而增加。 一个可能的解决方案是向一 侧移动重心以便把机体调整回垂直。参照附图来举例说明该单向纵列旋翼。该纵列直升机配置中的旋翼轴彼此相距特定距离的逆旋转旋 翼具有失稳和不对称效应。偏航变化导致前/后漂移，并且该旋翼推动该 纵列直升机以倾身和滑动。这些效应的组合使得很难找到不通过飞行员或 陀螺仪等对于前/后和侧向维度的校正而使该纵列直升机稳定盘旋的自 然微调。该解决方案是在相同方向上旋转该旋翼。当外部偏航干扰引 起机体旋转时，两个旋翼都会发生与该机体旋转速度相等的相同量的旋转 速度减少或增加。在两个旋翼上的抬升力同样变化，所以机体保持水平。该抬 升力的变化导致直升机上升或下降。然而，因为没有机体倾斜，所以这不是失稳效应。该旋翼推力的侧向螺旋力仍然撞击机体2，但是现在是在相 反的方向上从而导致它们抵消。机体不会倾斜或向一侧滑动。 在两个旋翼顺时针旋转的情况下，旋翼1000和旋翼2000的 转矩现在合成为一个新的转矩。该旋翼这样倾斜，即施加在两个旋翼轴上 的水平推力的数量和方向形成了抵消该旋翼转矩综合的逆转矩。旋翼1000上的推力具有集中到旋翼1000轴上的水平分量。 旋翼2000上的推力具有集中到旋翼1000轴上的水平分量。这两个力以该 第一转矩的相反方向在机体2上施加转矩。该推力的大小取决于旋翼1000 和2000的倾斜，并且所得到的转矩也取决于此。当转矩大小相同时，它 们抵消并且阻止该机体围绕其垂直轴转动。该旋翼所需要的倾斜度主要取决于 —旋翼形状和翼面的类型；
—两个旋翼之间的水平距离；和
—机体2的形状，其也影响该角度。
该倾斜相对较小并且与rpm独立。例如，当rpm变高时，由 旋翼引起的转矩也变大。更高的rpm意味着更高的抬升力和更高的水平推 力分量并从而得到更高的校正推力。可以增加一个旋翼例如是后旋翼的 rpm，而减少另一个旋翼即前旋翼的rpm，而没有任何导致该机体转向或
偏航的不对称转矩效应。这使得能够使用这种方法来使直升机前进或后退 而不需要偏航校正。纵列直升机上的逆旋转旋翼产生了在前/后和侧向方向上漂 移的趋势，并且导致该机体倾斜。这导致了飞行的不稳定性，除非飞行员、 机械或电子系统产生必要的校正输入。本发明使用了彼此相距一定水平距离并在相同方向上旋转的 两个旋翼。这些旋翼被倾斜以使得它们补偿由该旋转旋翼产生的转矩效 应。该偏航效应(飞行员产生的或缺乏经验的/非预期的)不再形成前/ 后维度上的漂移，并且也不会引起机体的非预期倾斜。该螺旋推力不再倾 斜和侧向漂移机体。该机体设计是另一个相对于非预期偏航效应而增强稳定性的 部件。典型的纵列直升机的机体形状在一定程度上由功能件确定。如图18所示，需要互连两个旋翼及其驱动系统，这就导致了较长和主要 为矩形的中央部件A。从而增加典型的孔端B以容纳飞行员，以及具有增 加的表面的尾端C用作前向飞行的定向稳定器。这与箭头(arrow)上的 翅片相似。
B和C的大小，主要是在旋翼的E和D端下方伸出的部分， 对偏航稳定性有作用。图19所示的具有延伸翅片F和G的形状具有相对更高的偏 航稳定性，并且抑制甚至停止由于该旋翼和外部干扰之间的转矩不对称而 导致的任何非预期偏航效应。而且，当飞行员给出想要的偏航输入时，该 形状抑制了该效应，避免了对于该效应与该预期效应的过调，并且用作"阻 尼器"。该结果对于飞行员更舒适，并且是一种更稳定的纵列直升机。这种配置为什么有效的原因至少有3个。首先，与机体的其 余部分相比，表面F和G处于距离中心线H最远的距离。这在图20中进 一步示出。例如，在围绕中心线H顺时针偏航的情况下，横向表面F和G
像气动刹车一样工作，因为它们必须克服由于该偏航旋转而撞击该表面的 空气压力101和102。该制动效应减缓了该偏航旋转并且最终停止它。F和G的形 状可以是任何希望的轮廓。第二，表面F和G在由该两个旋翼产生的下降气流中，并且
倾向于对准该向下的力。这是与翼片效应相似的功能。第三，如果机体旋转，那么翅片F和G的表面将会受到来自
该旋翼推力的下降流与该偏航导致的运动组合，成为不再与翅片F和G的 表面共线而是成特定冲角的组合气流。该冲角形成了垂直于翅片F和G的 表面并且与该运动方向相反的抬升力。这些抬升力500和600与该偏航运 动相反并且抑制它。参见图21。翅片部分F和G的形状可以是任意可预期的轮廓。如图22 所示，该前方突出被集成到该机体设计中。后翅片G端可以是透明塑料片。可选地，两个延伸翅片F和G由透明塑料制成以符合机体的 预期形状并且具有偏航稳定的效应。这在图23中示出。翅片F和G的表面可以被倾斜以便或多或少地与该倾斜旋翼 轴的气流共线，本实施例的旋翼是在相同方向上旋转的。这增强了该效应 并且减少了在这些表面上的气流摩擦，如图24A和24B所示。[ooiM]该增加偏航稳定性的效应还可以在具有一个翅片F或G的表 面的情况下实现。可选地，翅片F和G的表面之间的比率可以显著不同于 l比l。在这种情况下，该效应仍然存在。它可能会由于没有完整使用两 个旋翼的效应而在某种程度上减少。在一些情况中，F和G之间的比率大大不同于1比l，并且 由于上面简单描述的箭头效应，该直升机仅能在与该机体主要侧面相反的 方向80上感受到充分的移动(由于飞行员给出的可能的前进命令)。这 在图25中示出。取决于该移动的主要方向，可以增加或去除翅片F和G的表 面中的一个。在通常飞行中，直升机将盘旋或向前飞行，所以仅需要表面 G。这在图25中示出。翅片延伸F和/或G实质上能够到达该旋转旋翼所到达的外 部圆周点。即使它们不能到达另一个圆周点，也将存在稳定效应。图26示出了一个用于控制偏航的系统。如图26所示的旋翼 在相同方向上转动的纵列直升机的偏航可以通过改变旋翼1000的一个旋 翼轴相对于纵列旋翼2000的另一旋翼轴的入射而控制。该倾斜的变化改 变了该抬升力的水平分量的大小。这改变了该转矩的大小，其相应地改变 了该机体的转动方向。 一种改变该入射的方法在图26中示出。两个旋翼 1000和2000的两个旋翼轴被连接到中央悬臂12000。该中央悬臂12000 被分为两部分12000A和12000B。 12000A和12000B可以由伺服机构驱动 而彼此相对旋转。该机构可以是一个基于电动机的系统3000,或者使用其 他执行器例如压电执行器、聚合物执行器、磁/线圈装置和类似的技术。本发明不限于作为示例描述和在附图中显示的实施例。对于 大小和范围和特征的许多不同变体都是可能的。例如，代替所提供的电动 机，其他形式的电动功率也是可能的。不同数量的叶片可以提供到该旋根据本发明的直升机可以被制成为所有类型的形状和尺寸， 而仍然落在本发明的范围内。在这个意义上，虽然该直升机在某种意义上 被描述为玩具或模型直升机，但是所述和所示的特征可以部分或整体应用 在完整规模的直升机中。虽然已经以目前所认为是最实用和优选的实施例描述了该设
备和方法，但是应当理解，本发明并不限于所述的实施例。在一些情况中，在主旋翼或纵列旋翼及其各自的辅助旋翼中的一个或多个上可以有多于 两个螺旋桨和/或翼片。并且，该螺旋桨和翼片之间的锐角可以在一定程
度上变化，并且可以小于10。和大于17。。虽然已经针对纵列直升机详细描述了本发明，但是可以清
楚，该旋翼可以以相似的稳定方式来使得其他物体飞行。这些物体的机体 可以采取不同的形式，例如不同的玩具车或玩具雕塑。这些可以是机器 人，昆虫，摩托车，飞碟，飞机，或者想要在地面、地板或基底上飞行的 其他任何机体类型。本发明希望覆盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改
和类似结构，该范围应当被给予最宽的解释以便包含所有这些修改和类似 结构。本发明包括以下权利要求的任何和所有实施例。
权利要求
1.一种直升机，包括机体；具有由旋翼轴驱动的螺旋桨叶片的主旋翼，该叶片被安装在该旋翼轴上；具有由定向为基本平行于主旋翼旋翼轴的第二旋翼轴驱动的螺旋桨叶片的纵列旋翼；由主旋翼的旋翼轴驱动的辅助旋翼，并且就主旋翼旋转而言具有来自该旋翼轴的用于旋转的翼片，该辅助旋翼被以摆动关系安装在振荡轴上，并且该摆动是围绕该辅助轴相对向上和向下的，该辅助轴被设置成基本横向于主旋翼的旋翼轴，主旋翼和辅助旋翼通过机械链接互相连接，从而使得辅助旋翼的摆动控制主旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角。
2. 如权利要求1所述的直升机，包括由纵列旋翼的旋翼轴驱动的辅 助旋翼，并且就纵列旋翼旋转而言具有来自纵列旋翼轴的用于旋转的翼 片，该辅助旋翼被以摆动关系安装在振荡轴上，并且该摆动运动是围绕该 辅助轴相对向上和向下的，该辅助轴被设置成基本横向于纵列旋翼的旋翼 轴，纵列旋翼和辅助旋翼通过机械链接互相连接，从而使得辅助旋翼的摆 动控制该纵列旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角。
3. 如权利要求1所述的直升机，其中该主旋翼和纵列旋翼每个包括 被设置成基本互相成直线的两个螺旋桨叶片。
4. 如权利要求1所述的直升机，其中主旋翼的螺旋桨叶片和辅助旋 翼的翼片通过机械链接连接到主旋翼，该机械链接允许主螺旋桨叶片与辅 助旋翼的翼片之间的相对运动，主旋翼与螺旋桨叶片之间的接头由心轴形 成，其被固定到主旋翼的旋翼轴上。
5. 如权利要求4所述的直升机，其中纵列旋翼的螺旋桨叶片和纵列旋翼的辅助旋翼的翼片通过机械链接连接到纵列旋翼，该机械链接允许纵 列螺旋桨叶片与辅助旋翼的翼片之间的相对运动，纵列旋翼与螺旋桨叶片 之间的接口由心轴形成，其被固定到纵列旋翼的旋翼轴上。
6. 如权利要求4所述的直升机，其中该主旋翼的心轴基本上在主旋 翼的螺旋桨叶片的纵向上延伸，其平行于该翼片之一或者被设置成相对于 该纵向成一个锐角。
7. 如权利要求1所述的直升机，其中该机械链接包括杆铰链，其被 通过一个固定点安装到辅助旋翼的翼片上并且通过另一固定点铰链安装 到主旋翼的螺旋桨叶片上。
8. 如权利要求5所述的直升机，其中该杆的固定点被设置到主旋翼上与主旋翼螺旋桨叶片的心轴的轴相距一定距离，而该杆的另一固定点被 设置到辅助旋翼上与辅助旋翼的振荡轴的轴相距一定距离。
9. 如权利要求8所述的直升机，其中主旋翼上的杆的固定点与该主 旋翼的螺旋桨叶片的心轴的轴之间的距离大于辅助旋翼上的杆的固定点 与该辅助旋翼的振荡轴的轴之间的距离。
10. 如权利要求8或9所述的直升机，其中主旋翼上的杆的固定点与 该主旋翼的螺旋桨叶片的心轴的轴之间的距离大约是辅助旋翼上的另一 固定点与该辅助旋翼的振荡轴的轴之间的距离的两倍。
11. 如权利要求7所述的直升机，其中该杆被通过其固定点分别固定 到作为主旋翼和辅助旋翼的一部分的杠杆臂上。
12. 如权利要求1所述的直升机，其中辅助旋翼翼片的纵轴被设置成 与主旋翼的一个螺旋桨叶片的纵轴成大约10°到大约17°的角度。
13. 如权利要求1所述的直升机，其中主旋翼的一个螺旋桨叶片的纵 轴被设置成与将这些螺旋桨叶片安装到旋翼轴的心轴的轴成一个锐角。
14. 如权利要求1所述的直升机，其中辅助旋翼的直径小于主旋翼的 直径。
15. 如权利要求1所述的直升机，其中主旋翼和纵列旋翼在相同方向 上转动。
16. 如权利要求2所述的直升机，其中主旋翼和纵列旋翼在相同方向 上转动。
17. 如权利要求1所述的直升机，其中主旋翼和纵列旋翼在相反方向 上转动。
18. 如权利要求2所述的直升机，其中主旋翼和纵列旋翼在相反方向 上转动。
19. 一种直升机，包括机体；主旋翼，该主旋翼具有由旋翼轴驱动 并且被安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片，从而使得该主旋翼在该旋翼的旋 转平面上和旋翼轴的入射角是可变的；可以与该旋翼轴一起旋转并且用于 围绕该旋翼轴进行相对振荡运动的辅助旋翼，并且处于不同的相对位置以 使得该辅助旋翼引起该主旋翼的入射角不同；以及具有由定向为基本平行 于主旋翼旋翼轴的第二旋翼轴驱动的螺旋桨叶片的纵列旋翼。
20. 如权利要求19所述的直升机，其中该主旋翼和纵列旋翼在相同 方向上旋转。
21. 如权利要求1所述的直升机，其中该机体包括从该直升机机体沿 着该直升机机体的纵轴纵向延伸的至少一个延伸部。
22. 如权利要求21所述的直升机，其中具有定向为从该机体的前部 向前的延伸部和从该机体的尾部向后的延伸部。
23. —种直升机，包括机体；主旋翼，该主旋翼具有由旋翼轴驱动并且被安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片，从而使得该主旋翼的旋转平面和 和旋翼轴之间的角度可变；随着该主旋翼一起旋转并且具有两个翼片的辅 助旋翼，该辅助旋翼的运动控制该主旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角，和由定向为基本平行于主旋翼旋翼轴的第二旋翼轴驱动的纵列旋翼； 以及具有该纵列旋翼并且具有两个翼片的辅助旋翼。
24. 如权利要求23所述的直升机，其中主旋翼和纵列旋翼各自的辅 助旋翼由该各个旋翼轴驱动，该各个辅助旋翼被以摆动关系安装在振荡轴 上，并且该摆动运动是围绕该辅助轴相对向上和向下的，该辅助轴被设置 成基本横向于该旋翼的各个旋翼轴，主旋翼和相关的辅助旋翼通过机械链 接互相连接，从而使得辅助旋翼的摆动控制该各个主旋翼的至少一个螺旋 桨叶片的入射角。
25. —种直升机，包括机体；主旋翼，该主旋翼具有由旋翼轴驱动 并且被安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片；由定向为基本平行于主旋翼旋翼 轴的第二旋翼轴驱动的纵列旋翼；由主旋翼的旋翼轴驱动并且具有来自该 旋翼轴的用于旋转的两个翼片的辅助旋翼，该辅助旋翼被安装成使得主旋 翼的一个螺旋桨叶片的纵轴相对于该辅助旋翼的一个翼片的纵轴成一个 锐角。
26. 如权利要求23所述的直升机，其中该主旋翼包括两个基本上互相共线的螺旋桨叶片。
27. 如权利要求23所述的直升机，其中该主旋翼的螺旋桨叶片和该 辅助旋翼的翼片分别通过机械链接互相连接，该机械链接允许该螺旋桨叶 片与辅助旋翼的翼片之间的相对运动，以及该主旋翼与螺旋桨叶片之间的 接头由心轴形成，其被固定到该主旋翼的旋翼轴上。
28. 如权利要求23所述的直升机，其中辅助旋翼翼片的纵轴被设置 成与主旋翼的一个螺旋桨叶片的纵轴成大约10°到大约17°。
29. 如权利要求23所述的直升机，其中各个主旋翼和纵列旋翼中每 个的辅助旋翼的翼片的直径小于该主旋翼和纵列旋翼的螺旋桨直径。
30. —种直升机，包括机体；主旋翼，该主旋翼具有由旋翼轴驱动 并且被安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片；由定向为基本平行于主旋翼旋翼 轴的第二旋翼轴驱动的纵列旋翼，具有由该第二旋翼轴驱动的螺旋桨叶 片，该叶片被安装在该第二旋翼轴上；由主旋翼的旋翼轴驱动的辅助旋 翼，并且就主旋翼旋转而言具有来自该旋翼轴的用于旋转的翼片，该辅助 旋翼被安装成使得主旋翼的一个螺旋桨叶片的纵轴相对于该辅助旋翼的 一个翼片的纵轴设置，并且该主旋翼和辅助旋翼通过机械链接互相连接， 从而使得该辅助旋翼的摆动控制主旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入射 角；和由该纵列主旋翼的旋翼轴驱动的辅助旋翼，并且就该纵列的主旋翼 旋转而言具有来自该纵列旋翼的旋翼轴的用于旋转的翼片，该纵列旋翼的 辅助旋翼被安装成使得该主旋翼的一个螺旋桨叶片的纵轴相对于该辅助 旋翼的一个翼片的纵轴设置，并且该主旋翼和辅助旋翼通过机械链接互相 连接，从而使得该辅助旋翼的摆动控制主旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入 射角。
31. 如权利要求30所述的直升机，其中该辅助旋翼的直径小于该主旋翼和纵列旋翼中每个的主旋翼的直径。
32. 如权利要求30所述的直升机，其中该辅助旋翼具有被分别固定 到翼片上的稳定重量块。
33. —种直升机，包括机体；主旋翼，该主旋翼具有由旋翼轴驱动 并且被安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片；由定向为基本平行于主旋翼旋翼 轴的第二旋翼轴驱动的纵列旋翼；由主旋翼的旋翼轴驱动的辅助旋翼，并 且就主旋翼的一般旋转而言具有来自该旋翼轴的用于旋转的翼片，该辅助 旋翼被安装成使得主旋翼的一个螺旋桨叶片的纵轴相对于该辅助旋翼的 一个翼片的纵轴设置； 一个具有由旋翼轴驱动并且被安装在该旋翼轴上的 螺旋桨叶片的旋翼，以使得该旋翼在该旋翼的旋转平面上和旋翼轴的入射 角是可变的；可以与该旋翼轴一起旋转并且用于围绕该旋翼轴进行相对振 荡运动的辅助旋翼，并且处于不同的相对位置以使得该辅助旋翼引起该主 旋翼的入射角不同。
34. —种直升机，包括机体；主旋翼，该主旋翼具有由旋翼轴驱动 并且被安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片；由定向为基本平行于主旋翼旋翼 轴的第二旋翼轴驱动的纵列旋翼；对于该主旋翼，存在由该主旋翼的旋翼 轴驱动的辅助旋翼，并且就该主旋翼的一般旋转而言具有来自该旋翼轴的用于旋转的翼片，该辅助旋翼被安装成使得主旋翼的一个螺旋桨叶片的纵 轴相对于该辅助旋翼的一个翼片的纵轴设置，从而使得该主旋翼的旋转平 面和该旋翼轴之间的角度是可变的；对于纵列主旋翼，存在由该纵列旋翼 的旋翼的旋翼轴驱动的辅助旋翼，并且该辅助旋翼具有在基本上平行于该 主旋翼的至少一个螺旋桨叶片的纵轴的纵轴上延伸或者相对于该纵列旋 翼的螺旋桨的纵轴成一个相对较小锐角的两个翼片，每个辅助旋翼被分别 以摆动关系安装到振荡轴上，其被设置成基本横向于该各个主旋翼和纵列 旋翼的旋翼轴，并且该辅助旋翼的摆动控制该各个主旋翼的至少一个螺旋 桨叶片的入射角。
35. 如权利要求34所述的直升机，其中该主旋翼包括被设置成基本 互相共线的两个螺旋桨叶片。
36. 如权利要求34所述的直升机，其中该主旋翼的一个螺旋桨叶片的纵轴被设置成与该各个翼片的纵轴成一个锐角。
37. 如权利要求34所述的直升机，其中该主旋翼和纵列旋翼在相同 方向上旋转。
38. 如权利要求30所述的直升机，其中该主旋翼和纵列旋翼在相反 方向上旋转。
39. 如权利要求1所述的直升机，其中该机体包括前端，并且被认为， 该机体在该前端的横向长度基本上处于与该主旋翼的外周边位置相同的 位置上。
40. 如权利要求1所述的直升机，其中该机体包括尾端，并且被认为， 该机体在该尾端的横向长度基本上处于与该纵列旋翼的外周边位置相同 的位置上。
41. 如权利要求1所述的直升机，其中该主旋翼的旋翼轴或者该纵列旋翼的旋翼轴至少一个相对于穿过该机体的垂直轴相对倾斜。
42. 如权利要求41所述的直升机，其中该两个轴相对于该垂直轴倾斜。
43. 如权利要求42所述的直升机，其中该主旋翼轴和纵列旋翼轴的倾斜是相对于该垂直轴相反倾斜的。
44. 如权利要求1所述的直升机，其中通过伺服机构控制该相对于垂直轴的倾斜，该机构是应答的从而控制偏航。
45. 如权利要求42所述的直升机，其中通过伺服机构控制该相对于垂直轴的倾斜，该机构是应答的从而控制偏航。
46. 如权利要求43所述的直升机，其中通过伺服机构控制该相对于 垂直轴的倾斜，该机构是应答的从而控制偏航。
47. —种飞行物，包括机体；具有由旋翼轴驱动的螺旋桨叶片的主 旋翼，该叶片被安装在该旋翼轴上；具有由定向为基本平行于主旋翼旋翼 轴的第二旋翼轴驱动的螺旋桨叶片的纵列旋翼；由主旋翼的旋翼轴驱动的 辅助旋翼，并且就主旋翼旋转而言具有来自该旋翼轴的用于旋转的翼片， 该辅助旋翼被以摆动关系安装在振荡轴上，并且该摆动是围绕该辅助轴相 对向上和向下的，该辅助轴被设置成基本横向于主旋翼的旋翼轴，主旋翼 和辅助旋翼通过机械链接互相连接，从而使得该辅助旋翼的摆动控制主旋 翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角。
48. 如权利要求47所述的飞行物，其中该飞行物的机体可选地为玩 具车或玩具雕塑。
49. 一种飞行物，包括机体；主旋翼，该主旋翼具有由旋翼轴驱动 并且被安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片，从而使得该主旋翼在该旋翼的旋 转平面上和旋翼轴的入射角是可变的；可以与该旋翼轴一起旋转并且用于 围绕该旋翼轴进行相对振荡运动的辅助旋翼，并且处于不同的相对位置以 使得该辅助旋翼引起该主旋翼的入射角不同；以及具有由定向为基本平行 于主旋翼旋翼轴的第二旋翼轴驱动的螺旋桨叶片的纵列旋翼。
50. 如权利要求49所述的飞行物，其中该飞行物的机体可选地为玩具车或玩具雕塑。
全文摘要
一种具有纵列旋翼的飞行物，特别地为直升机，具有主旋翼和纵列旋翼，其中每个都具有由旋翼轴驱动并且被铰链安装在该旋翼轴上的螺旋桨叶片。该主旋翼和旋翼轴的旋转面之间的角度可以改变。在一个振荡轴上的摆动方式基本上横向于该主旋翼的旋翼轴并且被定向为横向于该翼片的纵轴。该主旋翼和纵列旋翼每个具有分别通过机械链接连接到该主旋翼和纵列旋翼的辅助旋翼。该辅助旋翼的摆动控制该主旋翼和纵列旋翼的至少一个螺旋桨叶片的入射角(A)。当在垂直于它们各自的旋转平面的方向上相对于该翼片观察该螺旋桨叶片时，有一个锐角位移。
文档编号B64C27/08GK101314408SQ200710109260
公开日2008年12月3日 申请日期2007年5月28日 优先权日2007年5月28日
发明者A·J·M·范德罗斯蒂恩, 蔡奇逢 申请人:银辉玩具制品厂有限公司;东莞银辉玩具有限公司