专利名称：一种用于直升飞机的新型升力和推力系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及直升飞机的升力和推力系统。
背景技术：
小型或微型无人飞行器，在国防和民用领域都有很重要的意义。长期以来，国内外都在 进行大量相关的研究。我们都知道，飞机必须有足够的升力来克服飞机自身的重力。同时， 飞机也必须有足够的推力来克服飞机遇到的阻力，从而使飞机能保持在一定的高度上飞行。 现代的大中型飞机，大多采用螺旋桨发动机和喷气发动机作为推进器。螺旋桨发动机用其高 速旋转的叶片快速推动气流，使飞机产生推力。喷气发动机使进入发动机的气流，通过喷管 加速喷出，从而使飞机得到强大的推力。当飞机具有足够的飞行速度时，气流在机翼的上下 表面上形成很大的压力差，因此在其固定的机翼上可以产生足够的升力。正是因为如此，固 定翼飞机需要在较长的跑道上加速起飞。喷气发动机具有极其复杂得结构，不仅其小型化甚 至微型化加工制造比较困难，而且小型化后其气动性能和效率还值得进一步研究。同时，空 气动力学的研究结果表明，小尺度的螺旋桨，具有较低的工作效率。由于需要有高效率的小 型推进器，因此非常困难使这样具有固定机翼的飞机小型化甚至微型化。
现有的直升飞机都采用螺旋桨式的旋翼，通过操纵连接旋翼转轴的自动倾斜器改变旋翼 的倾斜方向，同时提供飞行所需的升力和推力。在直升飞机尾部侧向安装的螺旋桨，用来平 衡由旋翼高速旋转所产生的扭矩。在旋翼有足够的转速时，旋翼上就可以产生使飞机垂直起 飞的升力。因此，要使直升飞机小型化，也同样面临如何提高小型旋翼工作效率的问题。而 且，自动倾斜器及其操纵系统比较复杂，增大了小型化直升飞机的控制难度。
人们一直在追求能像鸟一样地自由飞行，.进行了各种各样的扑翼飞行器研究。然而，到 目前为止，还没有较为成熟的扑翼飞行器能得到广泛的应用。像鸟类和飞虫的翅膀一样，主 要以上下快速地摆动翼面来提供飞行所需升力和推力的扑翼比较适合应用于小型飞行器。然 而研制小型扑翼飞行器，其主要困难在于如何加工制造、并灵活控制像鸟类或飞虫翅膀一样 的扑翼。空气动力学研究发现，当翼面加速向下摆动时能产生很大的升力，而当翼面加速向 上回返摆动时，将有较大的负升力产生。因此，只靠简单的机翼上下摆动，很难得到足够克 服飞机重力的升力。鸟类及飞虫在飞行时，其翅膀的摆动方式极其复杂。到目前为止，空气 动力学研究还未能完全揭示鸟类及飞虫能够进行如此高效率扑翼飞行的气动机理。从而，制 造仿生小型扑翼飞行器就显得非常困难。本申请人于2007年3月21日曾申请过发明专利《无人轮翼飞机》，公开号CN101028868A， 在实审过程中因为公开不充分不符合法26条第3款的有关规定，导致该专利视为撤回。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于直升飞机^I新型升力和推力系统，非常适合用于小型和微 型直升飞机的研制，能够实现直升飞机小型化甚至微型化。
实现本发明目的的技术方案是一种用于直升飞机的新型升力和推力系统，所述的升力和 推力系统是轮翼，所述轮翼包含四个翼帘以及翼片转动导引轨道，四个翼帘的支杆都固连在 水平放置的轮翼转轴上，顺序地沿轮翼转轴周向以90度角均匀分布，并随轮翼转轴一起绕顺 时针方向转动；所述翼片转动导引轨道是一个光滑的槽型导引轨道环，由机身支撑不随轮翼 转动，可以通过重置其相对机身的位置方位改变升力和推力的比例分配。
所述翼帘包含两侧支杆、六个翼片、齿轮以及翼片转动控制装置，六个翼片两两相互平 行且等距，通过其两侧的转轴与两个相互平行支杆上的轴承相连；所述齿轮固连在翼片转轴 根部并位于支杆内侧的圆槽内，驱动所有翼片以相同的方向绕各自的转轴同时转动；翼帘在 右下转角区间保持为完全闭合的翼面状态，在左上转角区间保持为完全开启的翼栅状态，而 在右上和左下转角区间自动进行翼栅与翼面状态的转换,在这个转换过程中所有翼片相对气 流基本保持为平移。
所述翼片转动控制装置安装在轮翼上所有翼帘同一侧支杆上，所述翼片转动控制装置由 翼片转动控制齿轮和翼片转动控制齿条两部分组成，翼片转动控制齿轮包括固连在同一翼片 转轴上的内齿轮和外齿轮，内齿轮只保留两个相对的90度部分的齿牙，而外齿轮则只保留另 外两个相对的90度部分的齿牙；翼片转动控制齿条包括左齿条和右齿条，右齿条能且只能与 内齿轮相齿合，左齿条能且只能与外齿轮相齿合；翼片转动控制齿条在其滑动区间内由尾端 滑动到顶端然后再返回，驱动翼片转动控制齿轮始终绕逆时针方向转动。
所述的槽型导引轨道由四部分组成，其中一部分是位于右下转角区内90度的大圆弧轨 道，另外一部分是位于左上转角区内90度的小圆弧轨道，其它两个部分分别是位于右上和左 下转角区间内90度的椭圆弧轨道，圆弧和椭圆弧中心都位于轮翼转轴的中心；两个椭圆弧轨 道分别光滑地连接上述两个圆弧轨道，形成一个完整光滑的槽型导引轨道环，而且两个圆弧 轨道半径之差等于翼片转动控制齿条滑动区间的长度。
图l是翼片结构示意图。 图2是图1的A-A剖视图。图3是支杆结构示意图。 图4是图3的A-A剖视图。 图5是翼帘在三维正交坐标系中的结构示意图。 图6是内齿轮结构示意图。 图7是外齿轮结构示意图。 图8是翼片转动控制装置结构示意图。 图9是轮翼及翼片转动导引轨道结构示意图。
具体实施例方式
本专利发明人经过长期的空气动力学研究，发明了一种可以用于直升飞机的新型升力和 推力系统，称为轮翼。轮翼是由安装在一个旋转轮子上的许多小翼片组成，这些小翼片在随 水平放置的轮翼转轴一起转动时，自动改变其相对气流的姿态，使整个轮翼几乎只会产生有 效的升力和推力。即使是小尺度的轮翼也具有较高的工作效率，非常适合用于小型和微型直 升飞机的研制。装有轮翼的小型飞机，就像是一台可以垂直起降并能在空中飞行的小型汽车。 一个完整的轮翼由多个基本配件组成，以下就各个配件的结构及其工作原理进行分析说明。
1. 翼片
如图1所示，由碳纤维材料制成的细长矩形小薄片，称为翼片1。矩形翼片的宽度为1.0 (即翼片的宽度为参考长度单位)，长度为6.0。沿宽度方向翼片的横截面为相同的细长椭圆 如图2所示，椭圆长轴为1.0 (即翼片的宽度)，椭圆短轴(称为翼片厚度)为O. 12。通过所 有椭圆横截面长轴的平面，称为翼片平面。在矩形翼片两端椭圆横截面的中心位置分别置有 一转轴4，转轴4与椭圆横截面垂直(即与翼片平面平行)，其直径与翼片厚度相同，转轴4 的长度为0.3。由于翼片1厚度相对比较小，在空气的粘性力可以不计时，作用在翼片上的 气动力基本上沿翼片平面垂直方向，指向翼片的背风面一侧。同时，由于翼片的宽度相对比 较小且转轴位于其中线，因此可以通过较小的力矩驱动翼片转动，而且翼片转动不会对气流 产生大的扰动。
2. 支杆
如图3所示，由碳纤维材料制成的细长直杆，称为支杆2。支杆的长度为8.0，其横截 面形状也是细长椭圆，如图4所示，椭圆形的长轴为l.O，短轴为0.3。通过所有椭圆横截面 长轴的平面，称为支杆对称面，通过所有椭圆中心的直线，称为支杆中心线。从支杆一端(称 为支杆尾端，另一端称为支杆顶端)位于2.2425处开始，垂直支杆对称面沿支杆中心线，在 支杆上等距(距离为翼片宽度的一半)地挖通ll个圆孔，在每个圆孔内靠支杆一个侧面(称为支杆外侧)分别紧配合地内置一个能支撑翼片转轴转动的轴承5,其内径与翼片转轴4的 直径相同，轴承厚度为0.15。在支杆另一侧面(称为支杆内侧)的每个轴承位置上，以0.52 为直径，挖深度为0.15的圆槽3，其中心与轴承5中心重合。
3. 翼帘
在翼片两侧转轴4的根部分别固连一个直径为0. 5的齿轮6，齿牙个数为120，齿轮厚 度为0.1，材料为高强度轻型金属。如图5所示，将六个相互平行放置且翼片平面之间的距 离为1. 0的翼片1，通过其两侧的转轴4与两个相同的对称面相互平行的支杆2上的轴承5 相连。两个支杆2的内侧相对，所有翼片平面都与支杆垂直。在两两翼片固连的齿轮6之间 另外插入一个相同的齿轮，该齿轮的一侧中心位置固连有长度为0. 15直径为0.12的转轴， 能够与支杆上的轴承5相连，并且所有齿轮都能完全位于支杆内侧的圆槽3内。如图5所示， 这样一个包含有支杆2、翼片l、齿轮6以及(在下文将描述的)翼片转动控制装置的组合， 称为翼帘。
由上述支杆2内置的所有齿轮的大小和位置可以知道，翼帘上的所有翼片1受支杆上轴 承5的支撑和齿轮6之间的相互驱动，都绕各自的转轴4以相同的方向可以在360度范围内 转动。并且，所有翼片始终保持两两相互平行。当翼片平面与支杆中心线平行时，由于翼片 转轴之间的距离刚好等于翼片宽度，所有翼片就形成一个没有缝隙完全闭合的完整平面，称 为翼面。当翼片平面与支杆中心线不平行时，所有翼片就形成一个开启的翼栅。当翼片平面 与支杆中心线垂直时，所有翼片形成的翼栅就是一个完全开启的翼栅。
4. 翼片转动控制装置
翼片转动控制装置是由翼片转动控制齿轮和翼片转动控制齿条两部分构成。为了有效地 进行描述，设置一个三维正交空间坐标系。取空间一点为坐标系原点，三个相互垂直的坐标 轴分别通过坐标原点沿上下垂直方向、左右水平方向和前后纵深方向。绕前后纵深坐标轴， 从左至右的旋转方向为顺时针方向。
如图5所示，放置翼帘使其一个支杆2的中心线沿上下垂直方向，且支杆尾端中心点位 于坐标系原点，而另一个支杆沿前后纵深方向位于前方。将位于后方一侧支杆靠近其尾端的 一个翼片转轴4向支杆外侧延伸0. 2，紧贴该支杆外侧在延伸的转轴4上顺序地固连两个齿 轮，其直径为0.5，厚度为O.l，齿牙个数为120。这两个齿轮随翼片转轴4一起转动，同时 可以驱动所有翼片l绕相同的方向同时转动。调整翼帘使其为完全开启的翼栅状态(即翼片 平面沿左右水平方向)，这时翼片平面和支杆中心线沿顺时针方向将这两个齿轮分为右上、右 下、左下、和左上四个90度部分。如图6所示，在紧贴支杆2的那个齿轮(称为内齿轮8)上，将右上90度和左下90度部分的30个齿牙9去除，只保留左上和右下两个相对的90度 部分的齿牙9。如图7所示，在另一个齿轮(称为外齿轮7)上，将右下90度和左上90度部 分的30个齿牙去除，只保留另外右上和左下两个相对的90度部分的齿牙9。这样两个特制 的齿轮组合，称为翼片转动控制齿轮。
用高强度轻型金属材料制成两个长条，其长度为0.8925,宽度为O.l，厚度为0.12。在 该长条宽度(与齿轮厚度相同)为O.l的面Ji分布齿牙，使位于中间长度为0.3925 (即齿轮 周长的四分之一)的区间内有齿牙30个，制成两个用来驱动翼片转动控制齿轮的齿条。将上 述两个相同的齿条沿上下垂直方向(与支杆中心线平行)分别安置在翼片转动控制齿轮的左 右两侧，使位于右边齿条(称为右齿条13)的齿牙能且只能与内齿轮8相齿合，而位于左边 齿条(称为左齿条12)的齿牙能且只能与外齿轮7相齿合。在图5所示位置时，使两齿条的 上端都与翼片转动控制齿轮上方的边沿位于同样的水平位置上。
如图8所示，用高强度轻型金属材料制作两个椭圆形套管，上方椭圆形套管10和下方 椭圆形套管ll，其长度为0.2，套管壁厚为0.2。设置该椭圆形套管的内壁横截面形状，使 之刚好能套在椭圆形支杆2上。将上述两个齿条的上下两端分别和这两个椭圆形套管相固连。 切除套管附近两个翼片1靠支杆2 —侧的一小部分，使套在支杆外的套管能够无阻拦地沿支 杆在长度为0.3925的区间(有30个齿牙分布)内来回滑动。该区间称为齿条的滑动区间， 其下方端点称为滑动区间尾端，上方端点称为.滑动区间顶端。
根据齿条以及齿轮的相对位置可以知道，当翼片转动控制齿条由其滑动区间尾端向顶端 滑动时，右齿条13和内齿轮8有30个齿牙的90度部分相齿合，同时左齿条12和外齿轮7 的无齿牙的90度部分分开，使翼片转动控制齿轮可以绕逆时针方向转动，从而驱动所有翼片 1逆时针地绕其各自的转轴相对支杆2转动。当翼片转动控制齿条滑过整个滑动区间到达其 顶端时，翼片转动控制齿轮绕逆时针方向转过90度，同时所有翼片也逆时针地转过90度。 随翼片转动控制齿条再由滑动区间的顶端返回向尾端滑动时，右齿条13就和内齿轮8无齿牙 的90度部分分开，同时左齿条12就和外齿轮7有30个齿牙的90度部分相齿合，从而驱动 所有翼片1同样逆时针地绕其各自的转轴相对支杆转动。当翼片转动控制齿条到达其滑动区 间的尾端时，翼片转动控制齿轮绕逆时针方向转过90度，同时所有翼片也逆时针地转过90 度。当翼片转动控制齿条在任何位置相对支杆不动时，由于两个齿条的共同限制使翼片转动 控制齿轮不能转动，因此所有翼片1将能保持.与支杆2的相对姿态不变。
另外，在下方椭圆形套管11位于支杆2外侧的表面中间位置上固连一个向外突出的短 轴(称为齿条推柄14),其直径为0.2，材料与套管相同，长度为0.15。这样，当齿条位于其滑动区间的尾端时，齿条推柄中心至支杆2尾端的距离是1.5。齿条推柄14将被限制在特 定的轨道上移动，用来驱动套管沿支杆2滑动。如图8所示，左齿条12、右齿条13、上套管 10、下套管11以及齿条推柄14的组合，称为翼片转动控制齿条。
5. 轮翼
如图9所示，将四个相同翼帘两侧支杆2的尾端固连在同一个经过坐标系原点沿前后纵 深方向水平放置的转轴上。该转轴称为轮翼转轴15，其直径为0. 25，材料是轻型高强度金属。 所有支杆尾端椭圆横截面的中心点都与轮翼转轴15中心重合，每个翼帘上的翼片转动控制装 置都位于翼帘的同一侧支杆2上，四个翼帘顺序地沿转轴周向以90度角均匀分布，并随轮翼 转轴15—起转动。这样一个包含有四个翼帘以及(在下文描述的)翼片转动导引轨道16的 组合，称为轮翼。 .
如图9所示，上下垂直方向以及左右水平方向，将轮翼绕其转轴的转角区间分为90度 角的四个不同部分，顺时针地称为右上、右下、左下及左上转角区。要求轮翼按照以下的方 式工作，轮翼绕顺时针方向转动，翼帘在经过右下转角区时保持为完全闭合的翼面状态，在 经过左下转角区时自动地由完全闭合的翼面向完全开启的翼栅状态转换，在经过左上转角区 时保持为完全开启的翼栅状态，而在经过右上转角区时自动地由完全开启的翼栅向完全闭合 的翼面状态转换。
6. 翼片转动导引轨道
如图9所示，为了使轮翼能够自动地按照上述要求的方式工作，在位于翼片转动控制装 置一侧的上下垂直平面内，需要安装不随轮翼转动(由机身支撑)的翼片转动导引轨道16。 导引轨道是由轻型金属材料制成的槽型轨道环，槽型轨道中间线至轮翼转轴15中心的距离称 为轨道半径，槽内壁和外壁沿轨道中间线法线方向的距离称为轨道宽度。在轨道的任意位置 上，槽内壁和外壁至轨道中间线的距离相等为轨道宽度的一半。设置槽型轨道的宽度为 0.205，槽的深度为0.105，使所有翼帘上的齿条推柄14都只能位于导引轨道槽内，且齿条 推柄14的中心保持在槽型轨道的中间线上。随轮翼顺时针方向转动时，翼帘支杆2驱动齿条 推柄14在相对固定的导引轨道槽内滑动，从而推动翼片转动控制齿条在其支杆2上滑动。
槽型导引轨道环由四部分组成，其中一部分是位于轮翼右下转角区内90度的大圆弧槽 型轨道。轨道中间线为圆弧，其圆心位于轮翼转轴中心，半径相对较大为1.8925。另外一部 分是位于轮翼左上转角区内90度的小圆弧槽型轨道，轨道中间线也是圆弧，其圆心同样位于 轮翼转轴中心，半径相对较小为1.5。这两个圆弧轨道中间线半径之差正好于翼片转动控制
齿条滑动区的长度(0.3925)相等。导引轨道的其它两个部分分别是位于轮翼右上和左下转角区内90度的椭圆弧槽型轨道。轨道中间线为椭圆，其中心同样位于轮翼转轴15中心，椭 圆中间线的长半轴与大圆弧中间线半径相等，而短半轴与小圆弧中间线的半径相等。两个椭 圆弧槽型轨道分别光滑地连接上述两个圆弧槽型轨道，形成一个完整光滑的槽型轨道环。所 有翼帘上的齿条推柄14可以在这样的导引轨道槽内循环往复地滑动，并且齿条推柄14始终 保持位于轨道中间线上。 7.轮翼工作过程分析
装配位于右上转角区开始处的翼帘为完全开启的翼栅，使在翼帘上的齿条推柄14位于 第一个椭圆弧槽型导引轨道椭圆中间线的短半轴位置，翼片转动控制齿条位于其滑动区间的 尾端。随轮翼绕顺时针方向匀速地转动，齿条推柄14经过的椭圆弧轨道半径逐渐增大，从而 驱动翼片转动控制齿条沿支杆2由滑动区间的尾端向顶端移动，同时所有翼片1沿逆时针方 向绕其各自的转轴4转动。当翼帘转过90度角到达右上转角区的结束处(即椭圆弧轨道中间 线的椭圆长半轴位置)时，翼片转动控制齿条到达滑动区间的顶端，所有翼片1逆时针地转 过90度角，翼帘自动转换为完全闭合的翼面状态，翼帘上所有的翼片平面沿左右水平方向。 在这个转动过程中，翼帘上所有翼片基本上始终保持左右水平姿态地向右下方平移，因此在 翼帘上只会产生向上升力。
随轮翼继续绕顺时针方向匀速地转动，翼帘进入右下转角区，在翼帘上的齿条推柄14 进入轨道半径较大的圆弧槽型导引轨道。由于齿条推柄14经过的圆弧轨道半径相同，因此翼 片转动控制齿条相对支杆2不动且位于其滑动区间的顶端，从而使翼帘保持其完全闭合的翼 面状态不变。在翼帘到达右下转角区的结束处(即圆弧槽型引轨道的结束位置)时，其上所 有的翼片平面沿垂直上下方向。在这个转动过程中，气流基本上垂直地绕过整个完全闭合的 翼面，因此在翼帘上就可以产生较大的向上升力和向右推力分量，而且升力和推力将随转速 的增加而增大。
随轮翼继续绕顺时针方向匀速地转动，翼帘进入左下转角区，在翼帘上的齿条推柄14 进入第二个椭圆弧槽型导引轨道，齿条推柄14经过的椭圆弧轨道半径逐渐减小，从而驱动翼 片转动控制齿条沿支杆2由滑动区间的顶端向尾端滑动，同时所有翼片1沿逆时针方向绕其 各自的转轴4转动。当翼帘转过90度到达左下转角区的结束处(即椭圆弧轨道中间线的椭圆 短半轴位置)时，翼片转动控制齿条到达滑动区间的尾端，所有翼片逆时针地转过90度角， 翼帘自动转换为完全开启的翼栅状态，翼帘上所有的翼片平面沿垂直上下方向。在这个转动 过程中，翼帘上所有的翼片1基本上始终保持上下垂直姿态地向左上方平移，因此在翼帘上 只会产生向右推力。随轮翼继续绕顺时针方向匀速地转动，翼帘进入左上转角区，在翼帘上的齿条推柄14 进入轨道半径较小的圆弧槽型导引轨道。由于齿条推柄14经过的圆弧轨道半径相同，因此翼 片转动控制齿条相对支杆2不动且位于其滑动区间的尾端，从而使翼帘保持其完全开启的翼 栅状态不变。在翼帘到达左上转角区的结束处(即圆弧导引轨道的结束位置)时，翼帘上所 有翼片平面沿水平方向。在这个转动过程中，气流基本上可以平行翼片平面自由地通过翼帘， 因此在翼帘上就没有向下负升力或向左阻力产生。
轮翼上所有的翼帘不停地绕顺时针方向，重复上述四个转角区内的匀速转动，就可以实 现在整个轮翼上几乎只会产生有效的向右推力和向上升力。根据上述轮翼的工作过程可以发 现，沿逆时针(或顺时针)方向以小于90度角重新安置翼片转动导引轨道16相对机身的位 置方位，能够改变轮翼绕顺时针方向匀速转动时提供的升力和推力分配比例。沿逆时针方向 以45度角重新安置翼片转动导引轨道16相对机身的位置方位时，可以使轮翼只有向上升力 产生，并且升力达到最大值。沿逆时针方向以大于45度角重新安置翼片转动导引轨道16相 对机身的位置方位时，可以使轮翼有向左负推力产生。
应当指出的是，在实际应用时为了使整个轮翼系统具有较轻的重量又有较高工作效率， 上文中描述的轮翼所包含的翼帘个数可以进行调整。根据优化设计的需要翼帘的个数可以是 2个、3个、4个(甚至多于4个)，所有翼帘顺序地沿转轴周向以相同的度角均匀分布。同 样，每个翼帘上翼片l的大小以及翼片1的个数也可以根据实际需要进行调整。 8.无人轮翼直升飞机
一个完整的无人轮翼直升飞机包括机身、'头尾轮翼对、驱动马达、侍服机构、电池以及 飞机遥控装置。
机身由髙强度轻型材料制成，相对于机身的中间垂直平面两侧对称，是其他部件的载体。 由安装在同一转轴两端的具有相同转角分布的两个相同轮翼构成一组，称为轮翼对。其位于 机身头部的称为头轮翼对，位于机身尾部的称为尾轮翼对。头尾轮翼对的转轴始终保持垂直 于机身的垂直对称面，两个轮翼对称地位于机身两侧。当机身水平放置时，使机身的头部位 于水平左右方向的右侧，重力方向沿垂直上下方向，相同地设置头尾轮翼对绕顺时针方向转 动的转角区间分布，使所有轮翼具有相同的向上升力和向右推力方向。
位于每个轮翼的翼片转动导引轨道16中心位置，分别在机身上固连一个不随轮翼转动
与轮翼转轴同心的轴，将翼片导引轨道连接在这个轴上并能绕这个轴相对机身转动。在机身
内安置两个侍服机构，分别驱动和控制机身同一侧的两个翼片导引轨道相对其轴的转动，实
现其方位的重置。 —在机身上安装驱动马达，驱动头尾轮翼^其各自转轴以相同的顺时针方向匀速旋转。 调整飞机结构在机身垂直对称面两侧对称地分布，并使飞机重心位于平均升力和推力的中心 位置。飞机由可充电高能电池提供能源。
遥控装置采用短波无线编码通讯技术，用来控制并驱动马达和侍服机构。通过控制驱动 马达的转速增大或减小，就可以增大或减小飞机的升力和推力，从而实现对飞机的升高或降 低以及飞行速度的增大或减小的控制。
控制两个侍服机构，沿逆时针方向以45度角同时重新安置所有翼片转动导引轨道16相 对机身的位置方位，可以使所有轮翼只有向上升力产生，并且升力达到最大值，实现飞机的 垂直起降。
控制两个侍服机构，沿逆时针方向以大于45度角同时重新安置所有翼片转动导引轨道 16相对机身的位置方位，可以使所有轮翼有向左负推力产生，实现飞机的减速飞行。
控制两个侍服机构，沿逆时针方向以不同角度分别重新安置机身两侧轮翼的翼片转动导 引轨道16相对机身的位置方位，可以使机身两侧轮翼产生相同大小的向上升力和不同大小的 向右推力或负推力，从而产生能使飞机实现转弯飞行所需的转动力矩。
权利要求
1. 一种用于直升飞机的新型升力和推力系统，其特征是所述的新型升力和推力系统是轮翼，所述轮翼包含四个翼帘以及翼片转动导引轨道，四个翼帘的支杆(2)都固连在水平放置的轮翼转轴(15)上，顺序地沿轮翼转轴周向以90度角均匀分布，并随轮翼转轴(15)一起绕顺时针方向转动；所述翼片转动导引轨道(16)是一个光滑的槽型导引轨道环，由机身支撑不随轮翼转动，可以通过重置其相对机身的位置方位改变升力和推力的比例分配。
2、 如权利要求1所述的一种用于直升飞机的新型升力和推力系统，其特征是所述翼帘包含 两侧支杆(2)、六个翼片(l)、齿轮(6)以及翼片转动控制装置，六个翼片两两相互平行且 等距，通过其两侧的转轴(4)与两个相互平行支杆(2)上的轴承(5)相连；所述齿轮(6)固连 在翼片转轴(4)根部并位于支杆(2)内侧的圆槽(3)内，驱动所有翼片(l)以相同的方向绕各 自的转轴(4)同时转动；翼帘在右下转角区间保持为完全闭合的翼面状态，在左上转角区 间保持为完全开启的翼栅状态，而在右上和左下转角区间自动进行翼栅与翼面状态的转换， 在这个转换过程中所有翼片(l)相对气流基本保持为平移。
3、 如权利要求2所述的一种用于直升飞机的新型升力和推力系统，其特征是所述翼片转动 控制装置安装在轮翼上所有翼帘同一侧支杆(2)上，所述翼片转动控制装置由翼片转动控 制齿轮和翼片转动控制齿条两部分组成，翼片转动控制齿轮包括固连在同一翼片转轴(4) 上的内齿轮(8)和外齿轮(7)，内齿轮(8)只保留两个相对的90度部分的齿牙(9)，而外齿 轮(7)则只保留另外两个相对的90度部分的齿牙(9);翼片转动控制齿条包括左齿条(12) 和右齿条(13),右齿条(13)能且只能与内齿轮(8)相齿合，左齿条(12)能且只能与外齿轮 (7)相齿合；翼片转动控制齿条在其滑动区'间内由尾端滑动到顶端然后再返回，驱动翼片 转动控制齿轮始终绕逆时针方向转动。
4、 如权利要求1所述的一种用于直升飞机的新型升力和推力系统，其特征是所述的槽型导 引轨道环由四部分组成，其中一部分是位于右下转角区内90度的大圆弧轨道，另外一部 分是位于左上转角区内90度的小圆弧轨道，其它两个部分分别是位于右上和左下转角区 间内90度的椭圆弧轨道，圆弧和椭圆弧中心都位于轮翼转轴(15)的中心；两个椭圆弧轨 道分别光滑地连接上述两个圆弧轨道，形成一个完整光滑的槽型导引轨道环，而且两个圆 弧轨道半径之差等于翼片转动控制齿条滑动区间的长度。
全文摘要
本发明提供一种用于直升飞机的新型升力和推力系统，它由安装在一个旋转轮子上的许多小翼片组成，随轮翼绕其水平放置的转轴沿顺时针方向转动时，由翼片转动控制装置以及翼片转动导引轨道的驱动和控制，这些小翼片自动改变其相对气流的姿态，整个轮翼基本上只会产生有效的升力和推力，即使是小尺度的轮翼也具有较高的工作效率，适合用于小型和微型直升飞机的研制。装有四个轮翼的小型飞机，通过增大或减小轮翼的转速，可以使飞机的飞行速度增加或减小。通过重置翼片转动导引轨道相对机身的方位，可以使飞机进行垂直升降以及向两侧转弯飞行。
文档编号B64C27/32GK101301932SQ20081001808
公开日2008年11月12日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者蔡晋生 申请人:蔡晋生