脱体涡增升直升机的制作方法

文档序号:18890944发布日期:2019-10-15 21:50阅读:272来源:国知局
脱体涡增升直升机的制作方法

本发明涉及一种不依赖机场利用旋翼垂直升降、悬停、前后左右飞行的脱体涡增升直升机。



背景技术:

目前公知的能实现垂直升降、悬停、前后左右飞行的直升机成功方法有单旋翼直升机,纵列式双旋翼直升机,它通过旋翼旋转产生的升力实现,垂直升降、悬停、前后左右飞行,操纵旋翼的周期变距控制器改变旋翼桨叶桨尖旋转面的倾倒角,从而改变旋翼的升力方向,实现操纵直升机的俯仰、横滚和航向。其缺点旋翼产生的升力的效率不及固定翼的高,直升机的操纵特性不及固定翼的高。



技术实现要素:

固定翼飞机采用鸭翼或边条翼产生的脱体涡流过主翼使主翼内翼段的升力有较大幅度的增加,利用相同原理,为了提高直升机的旋翼产生的升力的效率和直升机的操纵特性,采用尺寸较小的旋翼的翼尖产生的脱体涡流过尺寸较大的旋翼,使尺寸较大的旋翼的升力增加,本发明提供一种脱体涡增升直升机,实现这一目标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:采用两个尺寸较小,且大小相同的旋翼和两个尺寸较大,且大小相同的旋翼,各个旋翼的旋转面水平,重心上机身顶部设置“日”字型龙门框,“日”字型龙门框上有三个横梁,各个横梁与机身纵向平行,各个横梁的中心都在重心上,“日”字型龙门框上由机身起向上的三条横梁,分别称为第一横梁、第二横梁和第三横梁。

一个较大尺寸的旋翼,设置在第一横梁的中心上,这个旋翼称为第一旋翼,另一个较大尺寸的旋翼,设置在第二横梁的中心上,这个旋翼称为第二旋翼。

一个尺寸较小的旋翼,设置在第三横梁的中心的前面,这个旋翼称为第三旋翼,一个小塔,设置在第三横梁的中心的后面上,第三旋翼的旋转中心与小塔的中心对称于第三横梁的中心,另一个尺寸较小的旋翼,设置在小塔的中心上,这个旋翼称为第四旋翼。

第二旋翼的直径等于第一旋翼的直径,第四旋翼的直径等于第三旋翼的直径,第三旋翼的直径小于第二旋翼的直径的一半,第三旋翼的旋转面投影到第二旋翼全部包含在第二旋翼的旋转面的一半面积内。第四旋翼的旋转面投影到第二旋翼全部包含在第二旋翼的旋转面的一半面积内。第三旋翼和第四旋翼的旋转面投影到第二旋翼的面积不重叠,且对称于第二旋翼的旋转中心。

四个旋转面水平的旋翼的桨叶铰接在由摆振铰,变距铰,挥舞铰组成的桨毂上,桨毂安装在旋翼轴上,旋翼的桨叶可以上下挥舞,前后摆振,和变距,设置周期变距控制器控制桨叶的桨距周期变化和总距变化。

每个旋翼由独立的发动机驱动,驱动第一旋翼和第二旋翼的发动机功率相同,且功率较大,驱动第三旋翼和第四旋翼的发动机功率相同,且功率较小。

第一旋翼和第二旋翼的转速基本相同且转速较小,第三旋翼和第四旋翼的转速基本相同且转速较大,设置第一旋翼和第二旋翼的转向相反,第一旋翼和第二旋翼的反扭矩大部分相互抵消,设置第三旋翼和第四旋翼的转向相反,第三旋翼和第四旋翼的反扭矩大部分相互抵消,重心附近机身下设置起落架。

脱体涡增升直升机的工作原理是:设第一横梁上的第一旋翼顺时针转、第二横梁上的第二旋翼逆时针转、第三横梁上的第三旋翼顺时针转、第三横梁上的小塔上的第四旋翼逆时针转。

相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,同时,操纵四个旋翼的周期变距控制器水平上升,四个旋翼的总距同时增大,四个旋翼的升力加大,第三旋翼和第四旋翼的桨尖产生脱体涡向下流动,由于第三旋翼和第四旋翼的直径不到第二旋翼的直径的一半,第三旋翼和第四旋翼的桨尖产生脱体涡全部向下流动到第二旋翼的桨叶上,提高了第二旋翼的升力,当四个旋翼的总升力大于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机垂直上升,相同减少驱动四个旋翼的发动机的油门,当升力等于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机悬停,相同减少驱动四个旋翼的发动机的油门,当升力小于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机垂直下降。

操纵俯仰和横滚有两种方法是,第一种是:

操纵第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼的周期变距控制器同时向前倾斜,第一旋翼和第二旋翼的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机前俯,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向前飞行;操纵第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼的周期变距控制器同时向后倾斜,第一旋翼和第二旋翼的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机后仰,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向后飞行,实现俯仰控制和向前、向后飞行。

操纵第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼的周期变距控制器同时向左倾斜,第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向左横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向左侧飞行;操纵第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼的周期变距控制器同时向右倾斜,第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向右横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向右侧飞行,实现横滚控制和向左侧、向右侧飞行。

操纵俯仰和横滚的第二种方法是:

操纵第一横梁上的第一旋翼的周期变距控制器向前倾斜,第一横梁上的第一旋翼的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机前俯,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向前飞行;操纵第一横梁上的第一旋翼的周期变距控制器向后倾斜,第一横梁上的第一旋翼的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机后仰,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向后飞行,实现俯仰控制和向前、向后飞行。

操纵第二横梁上的第二旋翼的周期变距控制器向左倾斜,第二横梁上的第二旋翼的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向左横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向左侧飞行;操纵第二横梁上的第二旋翼的周期变距控制器向右倾斜,第二横梁上的第二旋翼的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向右横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向右侧飞行,实现横滚控制和向左侧、向右侧飞行。

操纵第三横梁上的第三旋翼的周期变距控制器向左倾斜,第三横梁上的第三旋翼的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,同时,操纵第三横梁上的小塔上的第四旋翼的周期变距控制器向右倾斜,第三横梁上的小塔上的第四旋翼的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向左转向;操纵第三横梁上的第三旋翼的周期变距控制器向右倾斜,第三横梁上的第三旋翼的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,同时,操纵第三横梁上的小塔上的第四旋翼的周期变距控制器向左倾斜,第三横梁上的小塔上的第四旋翼的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向右转向,实现航向操纵。

操纵俯仰和横滚的第一种方法是,第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼负责操纵俯仰和横滚,第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼负责操纵航向。

操纵俯仰和横滚的第二种方法是,第一横梁上的第一旋翼负责操纵俯仰,第二横梁上的第二旋翼负责操纵横滚,第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼负责操纵航向。

每个旋翼由独立的发动机驱动,第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼的转速基本相同,第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼的转向相反,第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼的反扭矩大部分相互抵消,第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼的转速基本相同,第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼的转向相反,第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼的反扭矩大部分相互抵消,设剩下的反扭矩使脱体涡增升直升机向右转向,采用第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼向左操纵航向平衡,设剩下的反扭矩使脱体涡增升直升机向左转向,采用第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼向右操纵航向平衡。

由于第三横梁上的第三旋翼在重心前,第三横梁上的小塔上的第四旋翼在重心后,第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼的转速不相同会产生俯仰干扰,通过第一横梁上的第一旋翼和第二横梁上的第二旋翼的俯仰操纵消除。

因此,四个旋翼转速不完全相同产生的干扰可以克服,所以,四个旋翼可以由独立的发动机驱动,无需联动等速,省去了联动机构。

采用第一横梁上的第一旋翼负责操纵俯仰,第二横梁上的第二旋翼负责操纵横滚,第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼和负责操纵航向的方法各个旋翼只负责一项工作,分工明晰,各司其职,提高了脱体涡增升直升机的操纵特性。

第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼的脱体涡被第二横梁上的第二旋翼利用,但第二横梁上的第二旋翼的桨尖产生的脱体涡没有利用,增大第一横梁上的第一旋翼的直径,使第二横梁上的第二旋翼的旋转面的投影面积完全包含在第一横梁上的第一旋翼的旋转面内,第二横梁上的第二旋翼的桨尖产生的脱体涡全部向下流动到第一旋翼的桨叶上,提高了第一旋翼的升力。

由于第一旋翼的直径最大,第一旋翼的反扭矩最大,第一旋翼顺时针转,所以四个旋翼剩下的反扭矩总是使脱体涡增升直升机逆时针转,即向左转向干扰,采用第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼向右操纵航向平衡。

第三横梁上的第三旋翼和第三横梁上的小塔上的第四旋翼采用纵列式排列布局,另一种方式是第三旋翼和第四旋翼采用横列式,将第三横梁改为菱形,将菱形纵向的两个对角连接在“日”字型龙门框的两个顶点,在菱形横向的另外两个对角分别设置第三旋翼和第四旋翼,第三旋翼和第四旋翼的旋转面不重叠,第三旋翼和第四旋翼的旋转中心的连线垂直于机身纵向,第三旋翼和第四旋翼的旋转中心对称于重心,同样,第三旋翼和第四旋翼的桨尖产生脱体涡,由于第三旋翼和第四旋翼的直径不到第二旋翼的直径的一半,第三旋翼和第四旋翼的桨尖产生脱体涡全部向下流动到第二旋翼的桨叶上,提高了第二旋翼的升力。

本发明的有益效果是,由上一层的旋翼的桨尖产生脱体涡向下流动到下一层旋翼,增加下一层旋翼的升力,提高了旋翼产生的升力效率,大直径的两个旋翼旋转面水平面投影重叠的层布局,减少了占用面积,两个直径较小旋翼专门负责操纵航向,一个直径较大的旋翼专门负责操纵俯仰,另一个直径较大旋翼专门负责操纵横滚,或者,两个直径较小旋翼专门负责操纵航向,两个直径较大的旋翼专门负责操纵俯仰和横滚,操纵特性好,四个旋翼转速相等要求不高,四个旋翼可以由独立的发动机驱动,无需联动等转速,省去了联动机构,由于有两个大直径的旋翼,载重量比单旋翼大而且占用空间小,适合在窄小的空间飞行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明脱体涡增升直升机采两个直径相等的较小直径旋翼纵向排列生成脱体涡流过两个直径相等的较大直径旋翼的三视图。

图2是图1本发明脱体涡增升直升机的旋翼旋转面水平投影重叠示意图。

图3是图1本发明脱体涡增升直升机的脱体涡流动示意图。

图4是本发明脱体涡增升直升机采两个直径相等的较小直径旋翼纵向排列生成脱体涡流过两个直径不相等的较大直径旋翼(其中最下层的旋翼的直径最大)的三视图。

图5是图4本发明脱体涡增升直升机的旋翼旋转面水平投影重叠示意图。

图6是图4本发明脱体涡增升直升机的脱体涡流动示意图。

图7是本发明脱体涡增升直升机采两个直径相等的较小直径旋翼横向排列生成脱体涡流过两个直径相等的较大直径旋翼的三视图。

图8是图7本发明脱体涡增升直升机的旋翼旋转面水平投影重叠示意图。

图9是图7本发明脱体涡增升直升机的脱体涡流动示意图。

图10是本发明脱体涡增升直升机采两个直径相等的较小直径旋翼横向排列生成脱体涡流过两个直径不相等的较大直径旋翼(其中最下层的旋翼的直径最大)的三视图。

图11是图10本发明脱体涡增升直升机的旋翼旋转面水平投影重叠示意图。

图12是图10本发明脱体涡增升直升机的脱体涡流动示意图。

图中1.第一横梁上的第一旋翼,2.第二横梁上的第二旋翼,3.第三横梁上的第三旋翼,4.第三横梁上的小塔上的第四旋翼,5.驱动第一旋翼或第二旋翼的发动机,6.周期变距控制器,7.驱动第三旋翼或第四旋翼的发动机,8.龙门框,9.机身,10.起落架,11.第一横梁上的增大直径的第一旋翼,12.过机身纵向和重心的垂直线,43.第三旋翼和第四旋翼桨尖产生的脱体涡,211.第二旋翼桨尖产生的脱体涡,71.小塔,81.龙门框上第一横梁,82.龙门框上第二横梁,83.龙门框上第三横梁,831.龙门框上第三菱形横梁,p.脱体涡增升直升机重心,x.脱体涡增升直升机纵向,y.脱体涡增升直升机横向,圆环上的箭头代表旋翼转向,x纵向箭头方向代表脱体涡增升直升机机头方向。

具体实施方式

图1所示实施例中,重心(p)上机身(9)顶部设置“日”字型龙门框(8),“日”字型龙门框(8)上有三个横梁,各个横梁与机身(9)纵向平行,各个横梁的中心都在重心(p)上,“日”字型龙门框(8)上由机身(9)起向上的三条横梁,分别称为第一横梁(81)、第二横梁(82)和第三横梁(83)。

一个较大尺寸的旋翼,设置在第一横梁(81)的中心上,这个旋翼称为第一旋翼(1),另一个较大尺寸的旋翼,设置在第二横梁(82)的中心上,这个旋翼称为第二旋翼(2)。

一个尺寸较小的旋翼,设置在第三横梁(83)的中心的前面,这个旋翼称为第三旋翼(3),一个小塔(71),设置在第三横梁(83)的中心的后面,第三旋翼(3)的旋转中心与小塔(71)的中心对称于第三横梁(83)的中心,另一个尺寸较小的旋翼,设置在小塔(71)的中心上,这个旋翼称为第四旋翼(4)。

第二旋翼(2)的直径等于第一旋翼(1)的直径,第四旋翼(4)的直径等于第三旋翼(3)的直径,第三旋翼(3)的直径小于第二旋翼(2)的直径的一半,第三旋翼(3)的旋转面投影到第二旋翼(2)全部包含在第二旋翼(2)的旋转面的一半面积内,参见图2,图2中圆圈代表旋翼的旋转面,x是脱体涡增升直升机纵向,纵向x箭头所指是脱体涡增升直升机机头方向,y是脱体涡增升直升机横向。第四旋翼(4)的旋转面投影到第二旋翼(2)全部包含在第二旋翼(2)的旋转面的一半面积内。第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的旋转面投影到第二旋翼(2)的面积不重叠,且对称于第二旋翼(2)的旋转中心,第二旋翼(2)和第一旋翼(1)的旋转面投影到水平面的面积重叠。

过机身(9)的纵向和重心(p)的垂直线(12),穿过第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的旋转中心,第四旋翼(4)和第三旋翼(3)的旋转中心对称于过机身(9)的纵向和重心(p)的垂直线(12)。

各个旋翼的旋转面水平设置。

四个旋转面水平的旋翼的桨叶铰接在由摆振铰,变距铰,挥舞铰组成的桨毂上,桨毂安装在旋翼轴上,旋翼的桨叶可以上下挥舞,前后摆振,和变距,设置周期变距控制器(6)控制桨叶的桨距周期变化和总距变化。

每个旋翼由独立的发动机驱动,驱动第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的发动机(5)功率相同且功率较大,驱动第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的发动机(7)功率相同且功率较小。

第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的转速基本相同且转速较小,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的转速基本相同且转速较大,设置第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的转向相反,第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的反扭矩大部分相互抵消,设置第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的转向相反,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的反扭矩大部分相互抵消,机身(9)下设置起落架(10)。

设第一横梁(81)上的第一旋翼(1)顺时针转、第二横梁(82)上的第二旋翼(2)逆时针转、第三横梁(83)上的第三旋翼(3)顺时针转、第三横梁(83)上的第四旋翼(4)逆时针转,各个旋翼转向参见图2,图2中圆圈代表旋翼的旋转面,圆圈上的箭头代表旋翼的旋转方向,x是脱体涡增升直升机纵向,纵向x箭头所指是脱体涡增升直升机机头方向,y是脱体涡增升直升机横向。

相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,同时,操纵四个旋翼的周期变距控制器(6)水平上升,操纵四个旋翼的总距同时增大,四个旋翼的升力加大,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的桨尖产生脱体涡(43)向下流动,由于第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的直径不到第二旋翼(2)的直径的一半,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的桨尖产生脱体涡(43)全部向下流动到第二旋翼(2)的桨叶上,提高了第二旋翼(2)的升力,参见图3,当四个旋翼的总升力大于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机垂直上升,相同减少驱动四个旋翼的发动机的油门,当升力等于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机悬停,相同减少驱动四个旋翼的发动机的油门,当升力小于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机垂直下降。

操纵俯仰和横滚有两种方法是,第一种是:

操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向前倾斜,第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机前俯,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向前飞行;操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向后倾斜,第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机后仰,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向后飞行,实现俯仰控制和向前、向后飞行。

操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器同时向左倾斜,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向左横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向左侧飞行;操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向右倾斜,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向右横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向右侧飞行,实现横滚控制和向左侧、向右侧飞行。

操纵俯仰和横滚的第二种方法是:

操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)的周期变距控制器(6)向前倾斜,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机前俯,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向前飞行;操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)的周期变距控制器(6)向后倾斜,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机后仰,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向后飞行,实现俯仰控制和向前、向后飞行。

操纵第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)向左倾斜,第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向左横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向左侧飞行;操纵第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)向右倾斜,第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向右横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向右侧飞行,实现横滚控制和向左侧、向右侧飞行。

操纵第三横梁(83)上的第三旋翼(3)的周期变距控制器(6)向左倾斜,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,同时,操纵第三横梁(3)上的第四旋翼(4)的周期变距控制器(6)向右倾斜,第三横梁(3)上的第四旋翼(4)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向左转向;操纵第三横梁(83)上的第三旋翼(3)的周期变距控制器(6)向右倾斜,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,同时,操纵第三横梁(3)上的第四旋翼(4)的周期变距控制器(6)向左倾斜,第三横梁(3)上的第四旋翼(4)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向右转向,实现航向操纵。

操纵俯仰和横滚的第一种方法是,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)负责操纵俯仰和横滚,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)负责操纵航向。

操纵俯仰和横滚的第二种方法是,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)负责操纵俯仰,第二横梁(82)上的第二旋翼(2)负责操纵横滚,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)负责操纵航向。

每个旋翼由独立的发动机驱动,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的转速基本相同,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的转向相反,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的反扭矩大部分相互抵消,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)的转速基本相同,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)的转向相反,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)的反扭矩大部分相互抵消,设剩下的反扭矩使脱体涡增升直升机向右转向,采用第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)向左操纵航向平衡,设剩下的反扭矩使脱体涡增升直升机向左转向,采用第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)向右操纵航向平衡。

由于第三横梁(83)上的第三旋翼(3)在重心(p)前,第三横梁(83)上的第四旋翼(4)在重心(p)后,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)的转速不相同会产生俯仰干扰,通过第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的俯仰操纵消除。

图4所示实施例中,重心(p)上机身(9)顶部设置“日”字型龙门框(8),“日”字型龙门框(8)上有三个横梁,各个横梁与机身(9)纵向平行,各个横梁的中心都在重心(p)上,“日”字型龙门框(8)上由机身(9)起向上的三条横梁,分别称为第一横梁(81)、第二横梁(82)和第三横梁(83)。

将图1的第一旋翼(1)的直径增大,设置在第一横梁(81)的中心上,这个旋翼称为增大直径的第一旋翼(11),将尺寸与图1的第二旋翼(2)相同的旋翼,设置在第二横梁(82)的中心上,这个旋翼称为第二旋翼(2)。

将尺寸与图1的第三旋翼(3)相同的旋翼,设置在第三横梁(83)的中心的前面,这个旋翼称为第三旋翼(3),一个小塔(71),设置在第三横梁(83)的中心的后面,第三旋翼(3)的旋转中心与小塔(71)的中心对称于第三横梁(83)的中心,将尺寸与图1的第四旋翼(4)相同的旋翼,设置在小塔(71)的中心上,这个旋翼称为第四旋翼(4)。

第二旋翼(2)的直径小于增大直径的第一旋翼(11)的直径,第四旋翼(4)的直径等于第三旋翼(3)的直径,第三旋翼(3)的直径小于第二旋翼(2)的直径的一半,第三旋翼(3)的旋转面投影到第二旋翼(2)全部包含在第二旋翼(2)的旋转面的一半面积内,参见图5,图5中圆圈代表旋翼的旋转面,x是脱体涡增升直升机纵向,纵向x箭头所指是脱体涡增升直升机机头方向,y是脱体涡增升直升机横向。第四旋翼(4)的旋转面投影到第二旋翼(2)全部包含在第二旋翼(2)的旋转面的一半面积内,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的旋转面投影到第二旋翼(2)的面积不重叠,且对称于第二旋翼(2)的旋转中心,第二旋翼(2)的旋转面投影到增大直径的第一旋翼(11)全部包含在增大直径的第一旋翼(11)的旋转面内。

过机身(9)的纵向和重心(p)的垂直线(12),穿过增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的旋转中心,第四旋翼(4)和第三旋翼(3)的旋转中心对称于过机身(9)的纵向和重心(p)的垂直线(12)。

各个旋翼的旋转面水平设置。

四个旋转面水平的旋翼的桨叶铰接在由摆振铰,变距铰,挥舞铰组成的桨毂上,桨毂安装在旋翼轴上,旋翼的桨叶可以上下挥舞,前后摆振,和变距,设置周期变距控制器(6)控制桨叶的桨距周期变化和总距变化。

每个旋翼由独立的发动机驱动,驱动增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的发动机(5)功率相同且功率较大,驱动第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的发动机(7)功率相同且功率较小。

增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的转速基本相同且转速较小,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的转速基本相同且转速较大,设置第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的转向相反,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的反扭矩大部分相互抵消,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的转向相反,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的反扭矩大部分相互抵消,增大直径的第一旋翼(11)的直径比第二旋翼(2)的直径大一些,总有增大直径的第一旋翼(11)的反扭矩没有完全抵消,机身(9)下设置起落架(10)。

设第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)顺时针转、第二横梁(82)上的第二旋翼(2)逆时针转、第三横梁(83)上的第三旋翼(3)顺时针转、第三横梁(83)上的第四旋翼(4)逆时针转,各个旋翼转向参见图5,图5中圆圈代表旋翼的旋转面,圆圈上的箭头代表旋翼的旋转方向,x是脱体涡增升直升机纵向,纵向x箭头所指是脱体涡增升直升机机头方向,y是脱体涡增升直升机横向。

相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,同时,操纵四个旋翼的周期变距控制器(6)水平上升,四个旋翼的总距同时增大,四个旋翼的升力加大,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的桨尖产生脱体涡(43)向下流动,由于第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的直径不到第二旋翼(2)的直径的一半,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的桨尖产生脱体涡(43)全部向下流动到第二旋翼(2)的桨叶上,提高了第二旋翼(2)的升力,参见图6,第二旋翼(2)的桨尖产生脱体涡(211)向下流动,由于第二旋翼(2)的直径小于增大直径的第一旋翼(11)的直径,第二旋翼(2)的桨尖产生脱体涡(211)全部向下流动到增大直径的第一旋翼(11)的桨叶上,提高了增大直径的第一旋翼(11)的升力。

当四个旋翼的总升力大于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机垂直上升,相同减少驱动四个旋翼的发动机的油门,当升力等于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机悬停,相同减少驱动四个旋翼的发动机的油门,当升力小于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机垂直下降。

操纵俯仰和横滚有两种方法是,第一种是:

操纵第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向前倾斜,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机前俯,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向前飞行;操纵第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向后倾斜,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机后仰,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向后飞行,实现俯仰控制和向前、向后飞行。

操纵第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器同时向左倾斜,第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向左横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向左侧飞行;操纵第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向右倾斜,第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向右横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向右侧飞行,实现横滚控制和向左侧、向右侧飞行。

操纵俯仰和横滚的第二种方法是:

操纵第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)的周期变距控制器(6)向前倾斜,第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机前俯,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向前飞行;操纵第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)的周期变距控制器(6)向后倾斜,第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机后仰,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向后飞行,实现俯仰控制和向前、向后飞行。

操纵第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)向左倾斜,第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向左横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向左侧飞行;操纵第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)向右倾斜,第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向右横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向右侧飞行,实现横滚控制和向左侧、向右侧飞行。

操纵第三横梁(83)上的第三旋翼(3)的周期变距控制器(6)向左倾斜,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,同时,操纵第三横梁(3)上的第四旋翼(4)的周期变距控制器(6)向右倾斜,第三横梁(3)上的第四旋翼(4)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向左转向;操纵第三横梁(83)上的第三旋翼(3)的周期变距控制器(6)向右倾斜,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,同时,操纵第三横梁(3)上的第四旋翼(4)的周期变距控制器(6)向左倾斜,第三横梁(3)上的第四旋翼(4)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向右转向,实现航向操纵。

操纵俯仰和横滚的第一种方法是,第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)负责操纵俯仰和横滚,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)负责操纵航向。

操纵俯仰和横滚的第二种方法是,第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)负责操纵俯仰,第二横梁(82)上的第二旋翼(2)负责操纵横滚,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)负责操纵航向。

增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的转速基本相同且转速较小,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的转速基本相同且转速较大,设置第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的转向相反,第三旋翼(3)和第四旋翼(4)的反扭矩大部分相互抵消,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的转向相反,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的反扭矩大部分相互抵消,增大直径的第一旋翼(11)的直径比第二旋翼(2)的直径大一些,总有增大直径的第一旋翼(11)的反扭矩没有完全抵消,由于增大直径的第一旋翼(11)顺时针转,所以,剩下的反扭矩使脱体涡增升直升机向左转向,采用第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)向右操纵航向平衡。

由于第三横梁(83)上的第三旋翼(3)在重心(p)前,第三横梁(83)上的第四旋翼(4)在重心(p)后,第三横梁(83)上的第三旋翼(3)和第三横梁(83)上的第四旋翼(4)的转速不相同会产生俯仰干扰,通过第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的俯仰操纵消除。

图7所示实施例中,重心(p)上机身(9)顶部设置“日”字型龙门框(8),“日”字型龙门框(8)上有两个横梁,两个横梁与机身(9)纵向平行,两个横梁的中心都在重心(p)上,“日”字型龙门框(8)上由机身(9)起向上的两条横梁,分别称为第一横梁(81)、第二横梁(82)。

一个较大尺寸的旋翼,设置在第一横梁(81)的中心上,这个旋翼称为第一旋翼(1),另一个较大尺寸的旋翼,设置在第二横梁(82)的中心上,这个旋翼称为第二旋翼(2)。

第二横梁(82)上一层,是一个菱形的横梁,称为菱形第三横梁(831),将菱形纵向的两个对角连接在“日”字型龙门框(8)的两个顶点,两个尺寸较小的旋翼分别设置在菱形横向的另外两个对角,设置在右边对角的是第三旋翼(3),设置在左边对角的是第四旋翼(4),右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼的旋转面不重叠,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的旋转中心的连线垂直于机身(9)纵向,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的旋转中心的连线的中点的水平投影在第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的旋转中心上。

第二旋翼(2)的直径等于第一旋翼(1)的直径,左边对角第四旋翼(4)的直径等于右边对角第三旋翼(3)的直径,右边对角第三旋翼(3)的直径小于第二旋翼(2)的直径的一半,右边对角第三旋翼(3)的旋转面投影到第二旋翼(2)全部包含在第二旋翼(2)的旋转面的一半面积内,参见图8,图8中圆圈代表旋翼的旋转面,圆圈上的箭头代表旋翼的旋转方向,x是脱体涡增升直升机纵向,纵向x箭头所指是脱体涡增升直升机机头方向,y是脱体涡增升直升机横向。左边对角第四旋翼(4)的旋转面投影到第二旋翼(2)全部包含在第二旋翼(2)的旋转面的一半面积内,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的旋转面投影到第二旋翼(2)的面积不重叠,且对称于第二旋翼(2)的旋转中心,第二旋翼(2)和第一旋翼(1)的旋转面投影到水平面的面积重叠。

过机身(9)的纵向和重心(p)的垂直线(12),穿过第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的旋转中心,且穿过右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的旋转中心的连线的中点。

各个旋翼的旋转面水平设置。

四个旋转面水平的旋翼的桨叶铰接在由摆振铰,变距铰,挥舞铰组成的桨毂上,桨毂安装在旋翼轴上,旋翼的桨叶可以上下挥舞,前后摆振,和变距,设置周期变距控制器(6)控制桨叶的桨距周期变化和总距变化。

每个旋翼由独立的发动机驱动,驱动第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的发动机(5)功率相同且功率较大,驱动右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的发动机(7)功率相同且功率较小。

第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的转速基本相同且转速较小,右边对角第三旋翼(3)和第左边对角第四旋翼(4)的转速基本相同且转速较大,设置第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的转向相反,第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的反扭矩大部分相互抵消,设置右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的转向相反,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的反扭矩大部分相互抵消,机身(9)下设置起落架(10)。

设第一横梁(81)上的第一旋翼(1)顺时针转、第二横梁(82)上的第二旋翼(2)逆时针转、菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)顺时针转、菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)逆时针转,各个旋翼转向参见图8。

相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,同时,操纵四个旋翼的周期变距控制器(6)水平上升,四个旋翼的总距同时增大,四个旋翼的升力加大,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的桨尖产生脱体涡(43)向下流动,由于右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的直径不到第二旋翼(2)的直径的一半,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的桨尖产生脱体涡(43)全部向下流动到第二旋翼(2)的桨叶上,提高了第二旋翼(2)的升力,参见图9,当四个旋翼的总升力大于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机垂直上升,相同减少驱动四个旋翼的发动机的油门,当升力等于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机悬停,相同减少驱动四个旋翼的发动机的油门,当升力小于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机垂直下降。

操纵俯仰和横滚有两种方法是,第一种是:

操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向前倾斜,第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机前俯,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向前飞行;操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向后倾斜,第一旋翼(1)和第二旋翼(2)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机后仰,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向后飞行,实现俯仰控制和向前、向后飞行。

操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器同时向左倾斜,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向左横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向左侧飞行;操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向右倾斜,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向右横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向右侧飞行,实现横滚控制和向左侧、向右侧飞行。

操纵俯仰和横滚的第二种方法是:

操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)的周期变距控制器(6)向前倾斜,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机前俯,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向前飞行;操纵第一横梁(81)上的第一旋翼(1)的周期变距控制器(6)向后倾斜,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机后仰,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向后飞行,实现俯仰控制和向前、向后飞行。

操纵第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)向左倾斜,第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向左横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向左侧飞行;操纵第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)向右倾斜,第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向右横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向右侧飞行,实现横滚控制和向左侧、向右侧飞行。

操纵菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)的周期变距控制器(6)向前倾斜,菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,同时,操纵菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)的周期变距控制器(6)向后倾斜,第三横梁(3)上的左边对角第四旋翼(4)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机向左转向;操纵菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)的周期变距控制器(6)向后倾斜,菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,同时,操纵菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)的周期变距控制器(6)向前倾斜,菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机向右转向,实现航向操纵。

操纵俯仰和横滚的第一种方法是,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)负责操纵俯仰和横滚,菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)和菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)负责操纵航向。

操纵俯仰和横滚的第二种方法是,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)负责操纵俯仰,第二横梁(82)上的第二旋翼(2)负责操纵横滚,菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)和菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)负责操纵航向。

每个旋翼由独立的发动机驱动,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的转速基本相同,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的转向相反,第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的反扭矩大部分相互抵消,菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)和菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)的转速基本相同,菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)和菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)的转向相反,菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)和菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)的反扭矩大部分相互抵消,设剩下的反扭矩使脱体涡增升直升机向右转向,采用菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)和菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)向左操纵航向平衡,设剩下的反扭矩使脱体涡增升直升机向左转向,采用菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)和菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)向右操纵航向平衡。

由于菱形第三横梁(831))上的右边对角第三旋翼(3)在重心(p)右边,菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)在重心(p)左边,菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)和菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)的转速不相同会产生横滚干扰,通过第一横梁(81)上的第一旋翼(1)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的横滚操纵消除。

图10所示实施例中,重心(p)上机身(9)顶部设置“日”字型龙门框(8),“日”字型龙门框(8)上有两个横梁,两个横梁与机身(9)纵向平行,两个横梁的中心都在重心(p)上,“日”字型龙门框(8)上由机身(9)起向上的两条横梁,分别称为第一横梁(81)、第二横梁(82)。

将图1的第一旋翼(1)的直径增大,设置在第一横梁(81)的中心上,这个旋翼称为增大直径的第一旋翼(11),将尺寸与图1的第二旋翼(2)相同的旋翼,设置在第二横梁(82)的中心上,这个旋翼称为第二旋翼(2)。

第二横梁(82)上一层,是一个菱形的横梁,称为菱形第三横梁(831),将菱形纵向的两个对角连接在“日”字型龙门框(8)的两个顶点,两个尺寸较小的旋翼分别设置在菱形横向的另外两个对角,设置在右边对角的是第三旋翼(3),设置在左边对角的是第四旋翼(4),右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼的旋转面不重叠,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的旋转中心的连线垂直于机身(9)纵向,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的旋转中心的连线的中点的水平投影在增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的旋转中心上。

第二旋翼(2)的直径小于增大直径的第一旋翼(11)的直径,左边对角第四旋翼(4)的直径等于右边对角第三旋翼(3)的直径,右边对角第三旋翼(3)的直径小于第二旋翼(2)的直径的一半,右边对角第三旋翼(3)的旋转面投影到第二旋翼(2)全部包含在第二旋翼(2)的旋转面的一半面积内,参见图11,图11中圆圈代表旋翼的旋转面,圆圈上的箭头代表旋翼的旋转方向,x是脱体涡增升直升机纵向,纵向x箭头所指是脱体涡增升直升机机头方向,y是脱体涡增升直升机横向。左边对角第四旋翼(4)的旋转面投影到第二旋翼(2)全部包含在第二旋翼(2)的旋转面的一半面积内。右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的旋转面投影到第二旋翼(2)的面积不重叠,且对称于第二旋翼(2)的旋转中心,第二旋翼(2)的旋转面投影到增大直径的第一旋翼(11)全部包含在增大直径的第一旋翼(11)的旋转面内。

过机身(9)的纵向和重心(p)的垂直线(12),穿过增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的旋转中心,且穿过右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的旋转中心的连线的中点。

各个旋翼的旋转面水平设置。

四个旋转面水平的旋翼的桨叶铰接在由摆振铰,变距铰,挥舞铰组成的桨毂上,桨毂安装在旋翼轴上,旋翼的桨叶可以上下挥舞,前后摆振,和变距,设置周期变距控制器(6)控制桨叶的桨距周期变化和总距变化。

每个旋翼由独立的发动机驱动,驱动增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的发动机(5)功率相同且功率较大,驱动右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的发动机(7)功率相同且功率较小。

增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的转速基本相同且转速较小,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的转速基本相同且转速较大,设置右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的转向相反,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的反扭矩大部分相互抵消,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的转向相反,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的反扭矩大部分相互抵消,增大直径的第一旋翼(11)的直径比第二旋翼(2)的直径大一些,总有增大直径的第一旋翼(11)的反扭矩没有完全抵消,机身(9)下设置起落架(10)。

设第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)顺时针转、第二横梁(82)上的第二旋翼(2)逆时针转、菱形第三横梁(831)上的右边对角第三旋翼(3)顺时针转、菱形第三横梁(831)上的左边对角第四旋翼(4)逆时针转,各个旋翼转向参见图11。

相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,同时,操纵四个旋翼的周期变距控制器(6)水平上升,四个旋翼的总距同时增大,四个旋翼的升力加大,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的桨尖产生脱体涡(43)向下流动,由于右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的直径不到第二旋翼(2)的直径的一半,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的桨尖产生脱体涡(43)全部向下流动到第二旋翼(2)的桨叶上,提高了第二旋翼(2)的升力,参见图12,第二旋翼(2)的桨尖产生脱体涡(211)向下流动,由于第二旋翼(2)的直径小于增大直径的第一旋翼(11)的直径,第二旋翼(2)的桨尖产生脱体涡(211)全部向下流动到增大直径的第一旋翼(11)的桨叶上,提高了增大直径的第一旋翼(11)的升力。

当四个旋翼的总升力大于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机垂直上升,相同减少驱动四个旋翼的发动机的油门,当升力等于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机悬停,相同减少驱动四个旋翼的发动机的油门,当升力小于脱体涡增升直升机的重量时,脱体涡增升直升机垂直下降。

操纵俯仰和横滚有两种方法是,第一种是:

操纵增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向前倾斜,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机前俯,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向前飞行;操纵增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向后倾斜,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机后仰,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向后飞行,实现俯仰控制和向前、向后飞行。

操纵增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的周期变距控制器同时向左倾斜,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向左横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向左侧飞行;操纵增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)同时向右倾斜,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向右横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向右侧飞行,实现横滚控制和向左侧、向右侧飞行。

操纵俯仰和横滚的第二种方法是:

操纵增大直径的第一旋翼(11)的周期变距控制器(6)向前倾斜,增大直径的第一旋翼(11)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机前俯,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向前飞行;操纵增大直径的第一旋翼(11)的周期变距控制器(6)向后倾斜,增大直径的第一旋翼(11)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机后仰,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向后飞行,实现俯仰控制和向前、向后飞行。

操纵第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)向左倾斜,第二旋翼(2)的桨尖旋转面向左倾斜,升力向左倾斜,脱体涡增升直升机向左横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向左侧飞行;操纵第二旋翼(2)的周期变距控制器(6)向右倾斜,第二旋翼(2)的桨尖旋转面向右倾斜,升力向右倾斜,脱体涡增升直升机向右横滚,相同加大驱动四个旋翼的发动机的油门,脱体涡增升直升机向右侧飞行,实现横滚控制和向左侧、向右侧飞行。

操纵右边对角第三旋翼(3)的周期变距控制器(6)向前倾斜,右边对角第三旋翼(3)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,同时,操纵左边对角第四旋翼(4)的周期变距控制器(6)向后倾斜,左边对角第四旋翼(4)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,脱体涡增升直升机向左转向;操纵菱形右边对角第三旋翼(3)的周期变距控制器(6)向后倾斜,右边对角第三旋翼(3)的桨尖旋转面向后倾斜,升力向后倾斜,同时,操纵左边对角第四旋翼(4)的周期变距控制器(6)向前倾斜,左边对角第四旋翼(4)的桨尖旋转面向前倾斜,升力向前倾斜,脱体涡增升直升机向右转向,实现航向操纵。

操纵俯仰和横滚的第一种方法是,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)负责操纵俯仰和横滚,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)负责操纵航向。

操纵俯仰和横滚的第二种方法是,增大直径的第一旋翼(11)负责操纵俯仰,第二旋翼(2)负责操纵横滚,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)负责操纵航向。

增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的转速基本相同且转速较小,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的转速基本相同且转速较大,设置右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的转向相反,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的反扭矩大部分相互抵消,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的转向相反,增大直径的第一旋翼(11)和第二旋翼(2)的反扭矩大部分相互抵消,增大直径的第一旋翼(11)的直径比第二旋翼(2)的直径大一些,总有增大直径的第一旋翼(11)的反扭矩没有完全抵消,由于增大直径的第一旋翼(11)顺时针转,所以,剩下的反扭矩使脱体涡增升直升机向左转向,采用右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)向右操纵航向平衡。

由于右边对角第三旋翼(3)在重心(p)右边,左边对角第四旋翼(4)在重心(p)左边,右边对角第三旋翼(3)和左边对角第四旋翼(4)的转速不相同会产生横滚干扰,通过第一横梁(81)上的增大直径的第一旋翼(11)和第二横梁(82)上的第二旋翼(2)的横滚操纵消除。

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