一种采用活塞式发动机的无尾桨单旋翼直升机及反扭方法与流程

1.本发明属于直升机设计领域，尤其涉及一种采用活塞式发动机的无尾桨单旋翼直升机及反扭方法。


背景技术：

2.现有使用活塞式发动机的小型单旋翼直升机主要采用带尾浆的设计来实现直升机的反扭要求。单旋翼带尾浆构型的直升机尾传动系统和尾桨叶系统复杂，对维护要求高。此外尾桨是直升机振动和噪音的主要来源之一，对于小型直升机来说，尾浆带来的振动和噪音影响相比大型直升机也更加剧烈。


技术实现要素：

3.本发明提出一种适应于使用活塞式发动机的小型单旋翼直升机的无尾桨反扭设计，简化直升机结构，提高维护性，降低直升机噪声水平。
4.在活塞式发动机上使用由发动机带动的可变距风扇对发动机进行冷却，利用冷却过程中产生的气流，结合发动机引气，将混合后的气流通过尾梁引导至尾梁后端。将气流从连接在尾梁下端的垂尾一侧喷出，从而在垂尾两侧形成压差，产生气动力抵消机身扭矩。通过调整风扇变距角以及发动机引气量，调整气流速度，改变气流作用力的大小，实现对直升机的航向操纵。
5.本发明的技术方案：一种采用活塞式发动机的无尾桨单旋翼直升机，该直升机包括机体以及安装在机体上的单旋翼和尾梁，所述机体与尾梁具有贯通的气流通道，且活塞式发动机安装在该气流通道中，活塞式发动机在面向尾梁的方向上连接有可变距风扇，活塞式发动机的部分引气通过引气管输送到气流通道中，且在引气管内具有引气管控制阀；在尾梁末端还具有平尾、向下的垂尾以及尾梁狭缝，该尾梁狭缝与所述气流通道连通，且设置在垂尾一侧，开口方向与垂尾表面基本平齐。
6.有利地，所述气流通道的通道入口在旋翼转轴区域。
7.有利地，垂尾面向尾梁狭缝的表面具有一定弧度。
8.有利地，所述活塞式发动机安装在气流通道的水平部分。
9.有利地，通过所述可变距风扇吸入的气体对活塞式发动机进行冷却并调节尾梁中的风速。
10.有利地，通过引气管控制阀调节进入尾梁中的引气量。
11.有利地，机体下方还具有起落架。
12.本发明还提供一种采用活塞式发动机的反扭方法，对上述的无尾桨单旋翼直升机进行反扭调节，使用由活塞式发动机带动的可变距风扇对活塞式发动机进行冷却，同时利用冷却产生的气流结合发动机引气，将混合后的气流通过气流通道输送至尾梁狭缝并在垂尾一侧喷出，通过垂尾两侧形成的压差产生气动力抵消机身扭矩。
13.有利地，通过调整风扇变距角以及发动机引气量，调整气流速度，改变气流作用力
的大小，实现对直升机的航向操纵。
14.本发明的有益效果：简化了直升机结构提高了维护性，降低了直升机噪声和振动水平。从而提高了使用活塞式发动机的小型单旋翼直升机的市场竞争力。
附图说明
15.当结合附图阅读时，通过参考以下对本发明示例的详细描述，将最好地理解例示性示例以及优选的使用模式、其他目的及其描述，其中：
16.图1为无尾桨单旋翼直升机的结构示意图；
17.图2为尾梁另一侧结构示意图；
18.图3为垂尾的气动力示意图。
19.其中，1-活塞式发动机，2-可变距风扇，3-引气管，4-引气管控制阀，5-尾梁，6-垂尾，7-平尾，8-尾梁狭缝
具体实施方式
20.将参照附图更充分地描述所公开的示例，在附图中示出了所公开示例中的一些(但并非全部)。事实上，可描述许多不同的示例并且这些示例不应该被解释为限于本文中阐述的示例。相反，描述这些示例，使得本公开将是彻底和完全的，并且将把本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。
21.实施例，参见图1，在直升机机体顶部对应于桨叶转轴的区域设计有进气孔和进气道，活塞式发动机1在面向尾部的方向上安装有可变距风扇2，通过可变距风扇2吸入外部环境中的气体对活塞式发动机1进行冷却，同时将气流送入尾梁5中。活塞式发动机1内的一部分高温引气通过引气管3送入尾梁5中并与风扇2吹出的气流混合。混合后的气流通过尾梁5送至垂尾6末端。在尾梁5末端连接有平尾7和向下的垂尾6，在尾梁5上接近垂尾6的一侧区域开有尾梁狭缝8，引导气流吹过垂尾一侧的表面，从而在垂尾两侧形成压差，由该压差产生的气动力抵消机身扭矩。通过调整可变距风扇2的叶片桨距和引气管控制阀4，调整气流速度，从而改变气动作用力的大小，实现对直升机的航向操纵。
22.本文中公开的系统、装置和方法的不同示例包括各种部件、特征和功能。应当理解，本文中公开的系统、装置和方法的各种示例可包括任何组合方式或任何子组合方式的本文中公开的系统、装置和方法的其他示例中的任一个的部件、特征和功能中的任一个，并且所有这些可能性旨在落入本发明的范围内。
23.已出于例示和描述的目的展示了对不同有利布置的描述，但是该描述并不旨在是排他性的或限于所公开形式的示例。许多修改形式和变化形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。另外，不同的有利示例可描述与其他有利示例相比不同的优点。选择和描述所选择的一个示例或多个示例，以便最佳地说明示例的原理、实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开有进行了适于所料想特定使用的各种修改的各种示例。


技术特征：
1.一种采用活塞式发动机的无尾桨单旋翼直升机，该直升机包括机体以及安装在机体上的单旋翼和尾梁(5)，其特征在于：所述机体与尾梁(5)具有贯通的气流通道，且活塞式发动机(1)安装在该气流通道中，活塞式发动机(1)在面向尾梁(5)的方向上连接有可变距风扇(2)，活塞式发动机(1)的部分引气通过引气管(3)输送到气流通道中，且在引气管(3)内具有引气管控制阀(4)；在尾梁(5)末端还具有平尾(7)、向下的垂尾(6)以及尾梁狭缝(8)，该尾梁狭缝(8)与所述气流通道连通，且设置在垂尾(6)一侧，开口方向与垂尾(6)表面基本平齐。2.根据权利要求1所述的无尾桨单旋翼直升机，其特征在于：所述气流通道的通道入口在旋翼转轴区域。3.根据权利要求1所述的无尾桨单旋翼直升机，其特征在于：垂尾(6)面向尾梁狭缝(8)的表面具有一定弧度。4.根据权利要求1所述的无尾桨单旋翼直升机，其特征在于：所述活塞式发动机(1)安装在气流通道的水平部分。5.根据权利要求1所述的无尾桨单旋翼直升机，其特征在于：通过所述可变距风扇(2)吸入的气体对活塞式发动机(1)进行冷却并调节尾梁(5)中的风速。6.根据权利要求5所述的无尾桨单旋翼直升机，其特征在于：通过引气管控制阀(4)调节进入尾梁(5)中的引气量。7.根据权利要求1所述的无尾桨单旋翼直升机，其特征在于：机体下方还具有起落架。8.一种采用活塞式发动机的反扭方法，其特征在于：该方法对权利要求1-7中任一项所述的无尾桨单旋翼直升机进行反扭调节，使用由活塞式发动机(1)带动的可变距风扇(2)对活塞式发动机(1)进行冷却，同时利用冷却产生的气流结合发动机引气，将混合后的气流通过气流通道输送至尾梁狭缝(8)并在垂尾(6)一侧喷出，通过垂尾(6)两侧形成的压差产生气动力抵消机身扭矩。9.根据权利要求8所述的反扭方法，其特征在于：通过调整风扇变距角以及发动机引气量，调整气流速度，改变气流作用力的大小，实现对直升机的航向操纵。

技术总结
本发明属于直升机设计领域，尤其涉及一种采用活塞式发动机的无尾桨单旋翼直升机及反扭方法。单旋翼带尾浆构型的直升机尾传动系统和尾桨叶系统复杂，对维护要求高。本发明使用由活塞式发动机带动的可变距风扇对发动机进行冷却，利用冷却过程中产生的气流，结合活塞式发动机引气，将混合后的气流通过尾梁引导至尾梁后端。将气流从连接在尾梁下端的垂尾一侧喷出，从而在垂尾两侧形成压差，产生气动力抵消机身扭矩。通过调整风扇变距角以及发动机引气量，调整气流速度，改变气流作用力的大小，实现对直升机的航向操纵。简化了直升机结构提高了维护性，降低了直升机噪声和振动水平。从而提高了使用活塞式发动机的小型单旋翼直升机的市场竞争力。的市场竞争力。的市场竞争力。


技术研发人员：齐钱钱 邵剑锋 刘斌 张裕兵 刘展志 田浩 李青峰 周大飞 李琦
受保护的技术使用者：江西昌河航空工业有限公司
技术研发日：2022.10.20
技术公布日：2022/12/26