一种可变动力的自转旋翼飞行器的制作方法

本发明涉及飞行器技术领域，具体的讲是一种可变动力的自转旋翼飞行器。

背景技术：

飞行器按飞行模式的不同，可分为固定翼飞机、旋翼直升飞机、自转旋翼飞机等。固定翼飞机一般需要滑行起降，需要较长跑道，起飞后巡航时靠机翼产生向上的浮力，靠螺旋桨产生向前的推力，飞行速度较高，单位距离的总体能耗较低；旋翼直升飞机包括单旋翼和多旋翼机，无须跑道，可直接起降，巡航时旋翼在产生向上的升力的同时，还要产生向前的推力，飞行速度相对较低，单位距离的总体能耗较大；自转旋翼飞机则介于固定翼与旋翼机的性能之间，与固定翼相比有较短的起降滑跑距离，巡航时无动力自转旋翼可产生向上的升力，靠螺旋桨产生向前的推力，飞行速度相对较低，单位距离的总体能耗比固定翼飞机的大，比直升飞机的小。自转旋翼飞机因主旋翼在飞行时自由旋转而产生升力，即使在飞机出故障时旋翼因自由落体会产生向上的升力而缓慢降落，是一种非常安全的飞行器。

一般自转旋翼飞机在起降时仍需要有一定的起飞或降落滑行距离,需要一定的场地起降,若能发展出自转旋翼机的像直升飞机一样可垂直起降，在巡航飞行时像固定翼飞机一样有较高的飞行速度，同时单位距离飞行的总体能耗较低，将是一种非常理想的飞行器。

为达到上述目的，本发明采用了以可变动力与固定翼复合的自转旋翼飞行器系统，可满足垂直起降和具有类似固定翼的高速巡航及飞行时较低能耗的特性，是一种节能型的高速安全的新飞行器系统。

技术实现要素：

本发明突破了现有技术的难题，设计了一种可以满足垂直起降、将可变动力与固定翼复合的自转旋翼飞行器。

为了达到上述目的，本发明设计了一种可变动力的自转旋翼飞行器，包括机身、发动机、旋翼、螺旋桨、机翼、尾舵，其特征在于：机翼固定在机身的底部靠后的位置，机翼的下面为平面，上面为类水滴型弧面，机翼下方的端部安装有后起落轮，机身底部靠前的位置固定有前起落轮，机身底部中央位置与尾翼连接杆的一端固定，尾翼连接杆上固定有尾翼和尾舵，机身的尾部固定有螺旋桨，机身的顶部利用旋翼支架固定有旋翼，旋翼支架与位于旋翼支架内部的旋翼调节杆可调节旋翼的倾角，以适当调节飞行器飞行的姿态，机身内部后段设有发动机，发动机采用旋翼柔性动力轴连接器与旋翼相连，发动机采用螺旋桨动力轴连接器与螺旋桨相连。

所述旋翼由两片桨叶组成，两片桨叶之间呈直线型分布。

所述旋翼与旋翼柔性动力轴连接器具体连接方式为：旋翼的主轴上的旋翼齿轮与动力传动的旋翼柔性动力轴连接器上端的齿轮一相啮合，并通过变距杆一作用可离合，旋翼柔性动力轴连接器下端的齿轮二则与发动机输出的动力轴齿轮相啮合，通过变距杆二作用可离合。

所述前起落轮和后起落轮可更换为气囊式浮筒。

所述机身和骨架主要由轻质高强度材料构成，为铝合金、镁合金、钛合金和碳纤维复合材料中的至少一种。

所述发动机可替换为电动机或者油电混合动力系统。

本发明与现有技术相比，具有良好的安全性、稳定性能和灵活性，同时具有低成本、低能耗的特点。飞行器可实现垂直起降、短距起降、高速巡航等功能。可应用于飞行运动、摄影航拍、中继通信、空中监控、交通监控、遥感测量、环境监测、巡防监视、物流运输、救援救灾等领域。

附图说明

图1为本发明的侧视图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明的正视图。

图4为旋翼柔性动力轴连接器、发动机、支架、旋翼、螺旋桨之间的连接侧视图。

图5为旋翼柔性动力轴连接器、发动机、支架、旋翼、螺旋桨之间的连接正视图。

图6为本发明中前起落轮和后起落轮更换为气囊式浮筒时的结构侧视图。

图7为本发明中前起落轮和后起落轮更换为气囊式浮筒时的结构俯视图。

图8为本发明中前起落轮和后起落轮更换为气囊式浮筒时的结构正视图。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步描述。

参见图1~8，本发明设计了一种可变动力的自转旋翼飞行器，包括机身、发动机、旋翼、螺旋桨、机翼、尾舵，机翼2固定在机身1的底部靠后的位置，机翼2的下面为平面，上面为类水滴型弧面，，飞行时易产生向上的升力，机翼2下方的端部安装有后起落轮3，机身1底部靠前的位置固定有前起落轮4，方便起降和滑行，机身1底部中央位置与尾翼连接杆5的一端固定，尾翼连接杆5上固定有尾翼6和尾舵7，用来调整飞行器的姿态和飞行的方向，机身1的尾部固定有螺旋桨8，机身1的顶部利用旋翼支架9固定有旋翼10，旋翼支架9与位于旋翼支架9内部的旋翼调节杆21共同调节旋翼10的倾角，来适当调节飞行器飞行的姿态，机身1内部后段设有发动机11，发动机11采用旋翼柔性动力轴连接器12与旋翼10相连，发动机11采用螺旋桨动力轴连接器13与螺旋桨8相连。

本发明中旋翼10由两片桨叶组成，两片桨叶之间呈直线型分布。

本发明中旋翼10与旋翼柔性动力轴连接器12具体连接方式为：旋翼10的主轴上的旋翼齿轮20与动力传动的旋翼柔性动力轴连接器12上端的齿轮一18通过变距杆一19作用可离合，旋翼柔性动力轴连接器12下端的齿轮二16则与发动机11输出的动力轴齿轮15通过变距杆二17作用可离合，当飞行器起飞或降落时，旋翼柔性动力轴连接器12的齿轮二16与动力齿轮15、上端齿轮一18和旋翼齿轮20咬合，使得旋翼带有动力，可垂直起降或短距起降。当飞行器起飞后，旋翼柔性动力轴连接器12的下端齿轮二16和上端齿轮一18分别与动力轴齿轮15和旋翼主轴齿轮20分离，旋翼处于无动力的自由旋转状态进行巡航飞行。

本发明中前起落轮4和后起落轮3可更换为气囊式浮筒14，使飞行器变为适合水面上起降和飞行的可变动力自转旋翼飞行器。

本发明中机身1和骨架主要由轻质高强度材料构成，为铝合金、镁合金、钛合金和碳纤维复合材料中的至少一种，使得飞行器自重较轻而载荷较大。

本发明中发动机11可替换为电动机或者油电混合动力系统，在飞行时发动机产生的动力主要供给螺旋桨产生向前的动力而向前飞行；在起飞和降落时，通过旋翼柔性动力轴连接器12将主要动力传动给旋翼10，使得旋翼10产生一定的升力，使飞行器垂直起飞或降落。也可将动力分配给旋翼10和螺旋桨8，在较短的距离内起降。

本发明起飞后，在螺旋桨的推动下向前飞行，自转的旋翼和固定的机翼均会产生向上的升力，比单独的旋翼产生更大的升力，这样可使得本发明的速度在较大的范围内可控，如两人载荷的自转旋翼飞机一般飞行速度在50-160km/h范围，有较长的起降距离，在30-120m范围；而本发明的具有固定机翼的自转旋翼飞机的飞行速度可在0-360km/h范围可控，即可悬停，也可高速飞行；同时可垂直或短距起降，起降距离在0-30m范围。本发明的飞行器还具有类似固定翼飞机的节能特性，即巡航飞行时有较低的能耗。以燃油发动机为例，一般两人载荷的自转旋翼飞机飞行的平均油耗为百公里10-15升，而本发明的飞行器飞行的平均油耗为百公里5-8升，可节省30-50%的油耗。

技术特征：

技术总结
本发明涉及飞行器技术领域，具体的讲是一种可变动力的自旋转翼飞行器，包括机身、发动机、旋翼、螺旋桨、机翼、尾舵，机翼固定在机身的底部靠后的位置，机翼下方的端部安装有后起落轮，机身底部靠前的位置固定有前起落轮，机身后方位置设有尾翼和尾舵，机身的尾部固定有螺旋桨，机身的顶部利用旋翼支架固定有旋翼，旋翼支架与位于旋翼支架内部的旋翼调节杆可调节旋翼的倾角，机身内部后段设有发动机，发动机采用旋翼柔性动力轴连接器与旋翼相连，发动机采用螺旋桨动力轴连接器与螺旋桨相连，本发明具有良好的安全性、稳定性能和灵活性，可实现垂直起降、短距起降、高速巡航等功能，可应用于飞行运动、摄影航拍、中继通信、救援救灾等领域。

技术研发人员：刘素霞;孙新昊;孙卓
受保护的技术使用者：苏州神龙航空科技有限公司
技术研发日：2018.11.16
技术公布日：2019.01.29