專利名稱：具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，主要屬于直升飛機和旋翼飛機。具體地說，本發(fā)明涉及帶有兩個處于重疊面上的共軸反轉(zhuǎn)機翼的旋翼飛機。
此處簡單回顧一下裝在機艙周圍的兩個葉輪上的共軸反轉(zhuǎn)機翼的旋翼飛行器，所述機艙為座艙所在地。這種飛行器總的思路通常在于可以是多種用途的尺寸各異的飛行器。
因而本發(fā)明提供一種具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，它包括一個中心機艙，中心機艙的周圍有兩個同步的共軸反轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子進行旋轉(zhuǎn)，每一個轉(zhuǎn)子均有一個葉輪和至少兩個葉片，中心機艙包括兩個結(jié)構(gòu)環(huán)，它們之間通過橫臂連接，作為轉(zhuǎn)子的導向件，中心機艙還設有用于改變各個葉片間距的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，該旋翼飛行器的特征在于能夠改變?nèi)~片間距的裝置包括兩個擺動環(huán)，各個擺動環(huán)與一個葉輪相連，而且均與所述葉輪同心，在葉輪的帶動下作旋轉(zhuǎn)運動，各擺動環(huán)利用連桿或繩索式傳動裝置與相應葉輪的葉片連接在一起，該傳動裝置能改變所述葉片的間距，其特征在于與每個擺動環(huán)與作垂直運動的裝置和繞橫軸運動的裝置連接，以便在一圓周上能相對于相應的葉輪選擇一定的距離，其特征還在于葉輪在結(jié)構(gòu)環(huán)上的導向由軸線滾輪來實現(xiàn)，所述軸線與一個包括一個結(jié)構(gòu)環(huán)和相應葉輪在內(nèi)的平面垂直，所述滾輪和葉片在該結(jié)構(gòu)環(huán)和相應葉輪之間均勻分布，每一個葉片對應于一個或兩個滾輪。
這樣，由于葉輪在結(jié)構(gòu)環(huán)上的導向很好，而且由于擺動環(huán)進行中間控制，所以飛行器的飛行更加安全。
對于它們的傳動來講，每一個葉輪均有一個傾斜傳動軌跡，兩個軌跡相互對著，葉輪的傳動是由可分離的錐形切向輪(rouetangentielle conique)來保證的。這種通過錐形切向輪來進行傳動的方式，再加上葉輪的導向就使得裝置的穩(wěn)定性優(yōu)良，因為這時裝置的振動受到了限制。
最好在錐形切向輪的對面設置剎車自由滾輪。
在飛行器的一個實施例中，通過對水平鉸接臂的作用來控制擺動環(huán)，兩個鉸鏈通過它們的兩個卡箍與該鉸接臂相連，每一個鉸鏈均有一個滾珠，鉸鏈的卡箍基本垂直，每一個卡箍均有一個可以使相應的擺動環(huán)進行運行的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)。
在該實施形式中，每一個鉸接臂均由一個沿兩個軸運動的操縱桿和一個包括兩個踏板的平衡操縱桿控制，操縱桿和平衡操縱桿的運動通過連桿系統(tǒng)傳遞到擺動環(huán)，連桿系統(tǒng)可以使用能使它們相對于葉輪的橫向角度位置和垂直位置以及它們的垂直距離進行變化的繩索。
一個變型的實施例在于擺動環(huán)的垂直位移(Z)裝置在中心機艙的各側(cè)包括一個控制擺動環(huán)的控制臂，該控制臂按照縱向(X)設置，與垂直(Z軸)傳動裝置連接，其中心點基本在飛行器的橫軸上，每一個控制臂的兩端各支承一個間距控制系統(tǒng)，間距控制系統(tǒng)包括用于改變兩個擺動環(huán)之間的垂直距離，在轉(zhuǎn)動期間使它們自由運行的裝置，在該變型的實施例中，在擺動環(huán)的橫軸(Y)周圍運動的裝置最好包括一個帶動各個控制臂繞橫軸(Y)轉(zhuǎn)動的傳動裝置，帶動各個控制臂轉(zhuǎn)動的傳動裝置包括一個與一傳動桿連接的踏板，傳動桿與所述控制臂連接，飛行器沿其兩個軸具有一個操縱桿，操縱桿的每一個手柄與一個帶動控制臂進行垂直(Z)運動的傳動桿相連，這兩個傳動桿可以同時進行垂直運動(拉或推操縱桿)，也可以進行反向運動(從一側(cè)或另一側(cè)轉(zhuǎn)動操縱桿)，每一個間距控制系統(tǒng)包括一個基本水平的鉸接臂，兩個鉸鏈通過它們的兩個卡箍與該鉸接臂相連，每一個鉸鏈均有一個滾珠，鉸鏈的卡箍基本垂直，每一個卡箍均有一個可以使擺動環(huán)進行運行的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，在各個控制臂的端部裝有一個與鉸接臂連接的輪子，利用一個繩索使該輪子轉(zhuǎn)動，繩索改變兩個擺動環(huán)之間的軸距。
當用一個鉸接臂控制各個擺動環(huán)時，各個鉸接臂本身也受到由兩個手柄和一個平衡操縱桿組成的系統(tǒng)的控制，利用一個十字形構(gòu)件，將手柄和平衡操縱桿的運動傳送到繩索的擺動環(huán)，所述繩索在一個與飛行器機構(gòu)相連的套管中滑動，從而使擺動環(huán)相對于葉輪沿橫向的角度位置和垂直位置發(fā)生變化，并使它們的垂直距離發(fā)生變化。
在另一個實施例中，擺動環(huán)也可以受繩索的控制，此時繩索與電控伺服電機(備用件或自動駕駛)直接連接。
為了提高飛行器的安全性能及其穩(wěn)定性，該飛行器還包括至少一個旋風導向圓環(huán)，它構(gòu)成保證安全著落的高空防震件，其直徑大于葉片的直徑，該防護圓環(huán)最好是柔軟的橡膠，橡膠與一對葉片的端部連接在一起，與葉片一起轉(zhuǎn)動。


圖1是本發(fā)明飛行器的側(cè)視圖；圖2是該裝置的俯視圖；圖3是該裝置的正視圖，圖中沒有共軸反轉(zhuǎn)的兩組葉片；
圖4是葉輪的俯視圖；圖5是葉輪的側(cè)視圖；圖6是兩個具有葉片的共軸反轉(zhuǎn)葉輪的立體圖；圖7是在相應環(huán)上的葉輪徑向?qū)驖L輪的剖視圖；圖8是中心機艙和乘客座椅支承桿的結(jié)構(gòu)立體圖；圖9是葉輪在前梁處的傳動裝置的剖視圖；圖10是中心機艙的橫梁和葉輪的滾輪以及擺動環(huán)控制臂的固定部位的正視圖；圖11是控制臂的位置控制連桿系統(tǒng)以及擺動環(huán)控制臂的接點的側(cè)視圖；圖12是由操縱桿和踏板控制的控制臂控制機構(gòu)以及擺動環(huán)控制輪細部的立體圖；圖13A至13E表示根據(jù)不同的飛行控制，擺動環(huán)相對于葉輪的位置；圖14是擺動環(huán)控制葉片間距的控制原理的示意圖；圖15表示卡箍在進行垂直運動時選擇的一種導向情況，因此也就表示了環(huán)導向的選擇以及繩索控制導向的選擇；和圖16A和16B表示一個繩索控制的例子，圖16C表示該繩索重組控制和同步控制的例子。
本發(fā)明總的范圍就是上述文獻描述的旋翼飛機，此種飛機的實施細節(jié)只作為參考用，但在此不作贅述。
該裝置為結(jié)構(gòu)輕型的旋翼飛行器，首先它包括一個在中央部位設定的一個或多個用戶位置的中心機艙1。
在該中心機艙1(有關(guān)連接模式后面將進行描述)的周圍，飛行器包括兩個相同的反向旋轉(zhuǎn)葉輪，各個葉輪支承至少兩個葉片2A、2B、3A、3B，葉片位于徑向相反的兩側(cè)(形成本裝置的反向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子)，并帶有一個間距周期變化控制裝置(后面將會描述)，上面的反向旋轉(zhuǎn)葉輪2和下面的反向旋轉(zhuǎn)葉輪3保證帶動葉片2A、2B、3A、3B旋轉(zhuǎn)，并保持對轉(zhuǎn)子的葉片2A、2B、3A、3B進行調(diào)節(jié)。各個轉(zhuǎn)子的葉片2A、2B、3A、3B固定在每個葉輪2、3周邊的輪轂上，兩個反向旋轉(zhuǎn)葉輪2、3自然地繞形成飛行器垂直軸的同一垂直軸Z轉(zhuǎn)動。
在圖示所述的雙座式飛機中，轉(zhuǎn)子的直徑為5.55米，也就是說葉片的長為1.805米，葉片的平均寬度為20厘米。在該非限定性的實施例中，兩個反向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子之間的距離約為45厘米。
該中心機艙1還包括支承在地上的裝置，其構(gòu)形就像傳統(tǒng)形式的具有兩個滑板的起落架4、4’。
滑板的起落架4、4’為常規(guī)結(jié)構(gòu)，可以帶有兩個能進行部分收放的浮筒，浮筒的制作材料是可折疊的柔性材料，經(jīng)充氣后在飛行期間使用，以便可以降落在水面上。
根據(jù)結(jié)構(gòu)可以看出，該裝置的重心處在兩個反向旋轉(zhuǎn)葉輪2、3之間。當該裝置閑置落在地上時，下面的葉輪3離地高度為90厘米(由滑板的尺寸來確定)。
利用一個切向輪5來確保兩個反向旋轉(zhuǎn)葉輪2的傳動，對于上面的葉輪2來講，切向輪在機翼的下面，而對于下面的葉輪3來講，切向輪在機翼的上面。切向輪5有一個錐形輪圈和一個彈性運行帶。該切向輪使兩個反向旋轉(zhuǎn)葉輪2，3上經(jīng)加工過或開槽過的平面以上下兩個不同的方向進行傳動，這樣也就保證了葉輪的反向旋轉(zhuǎn)，而不會出現(xiàn)滑動松脫。
起傳動作用的切向輪5可以位于例如裝置的前部(也就是飛行員的前方)。起傳動作用的切向輪5由與動力裝置7連接的傳動軸6帶動，從飛行器的縱軸向來看，所述動力裝置位于中心機艙1的下方。更確切地說，動力裝置7通過一個短軸，一個齒輪和一個開槽的帶子來驅(qū)動一個與切向輪5連接的有齒的葉輪。
動力裝置7、傳動軸6和切向輪5均是本領(lǐng)域的傳統(tǒng)技術(shù)。例如動力裝置7可以是一個活塞式發(fā)動機，但不限于此，該發(fā)動機的功率為100CV，它與一個1/2速比的減速器連接，并帶動一個離心式離合器。在這種情況下，反向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是每分鐘450轉(zhuǎn)。
在本實施例中，中心機艙1的邊上設置三個容器9(見圖3)，容器的容量例如分別為40升(軸向的容器)和20升(兩側(cè)的容器)。這些容器的設置要使得飛行器能保持側(cè)向平衡。
傳動是一種利用開槽帶子或其他裝置實現(xiàn)的減速運動，從而保證將動能傳遞給驅(qū)動切向輪5。
切向輪5裝在一個螺旋軸上，這樣通過其在該軸上的縱向運動就可以在傳動時合上離合器而在停止傳動時分離開該離合器。
在一種變型的實施例中，將一個自由切向輪5A(圖1)裝在相反的位置，該自由切向輪最好設有一個流線型變螺距螺旋，這樣通過控制這些葉片的傾角就可以增加推力。
在這種情況下，如有必要，則在該自由切向輪上裝一個制動器就可以使葉片保持幾秒鐘不動。當分離切向輪5時，該自由切向輪使這些葉輪保持同步。
此處以非限定性實施例描述的方案中，中心機艙1(圖8)由兩個結(jié)構(gòu)環(huán)組成，它們分別是上環(huán)10和下環(huán)11，這些環(huán)由不變形的材料制成，且它們的外線10A和11A直接面對葉輪2、3。
為了引導相應的葉輪2、3自由地作旋轉(zhuǎn)運動(繞垂直軸Z)，各個環(huán)10(以及11)支承六對徑向?qū)驖L輪17A、17B，(以及18A、18B)，它們以60°間隔設置，能在飛行器的垂直軸2上繞公共的徑向軸轉(zhuǎn)動，并在葉輪2，3的上表面和下表面上滾動。
每個徑向?qū)驖L輪17A、17B、18A、18B通過一個彎曲固定件19與一個結(jié)構(gòu)環(huán)10、11連接，所述固定件焊到環(huán)上或用螺紋擰到環(huán)上。圖7示出的是在環(huán)周圍的葉輪的徑向?qū)蜓b置的細節(jié)。每一個葉輪的上表面上有一個垂直加強件20。
這些結(jié)構(gòu)環(huán)10、11通過一組橫梁1 2和切向輪5的傳送支承件13相連，各橫梁均勻地按60°的角度分布，并與滾輪17、18的支承件19垂直。
下面的環(huán)11焊接到兩個平行的縱梁14、14’上，縱梁用作座椅15以及動力裝置組7、各傳送件、機艙裝置和起落架4、4’的支承結(jié)構(gòu)件。
上面的環(huán)10支承一個稱作“氣泡”的座艙蓋玻璃21，該座艙蓋玻璃可以拆下讓飛行員進出(見圖1)。該上面的環(huán)10還有弧形安全固定件22，機艙架底座和沒有詳細示出的各個裝置。
座艙蓋玻璃21全部是透明的(上部)，它由弧形安全固定件22形成兩部分?；⌒伟踩潭?2是不變形的，在該固定件上固定一個自動釋放的防墜器，利用沒有詳細示出的公知裝置將一個空速表牢固地連接到機器結(jié)構(gòu)上。
沿裝置的飛行軸X(飛行員的前方)固定在兩個結(jié)構(gòu)環(huán)10、11上的傳送支承件13的下部有一個電機傳遞支承架(圖3)以及應力滾輪24A的一個支承件23A，所述應力滾輪用于恢復由于朝下面的葉輪3推動切向輪5而產(chǎn)生的變形應力。
該傳送支承件13的中部有一個內(nèi)孔25，以便使切向輪5的軸通過。
傳送支承件13的上部包括一個導向操縱桿35的軸的軸承以及應力滾輪24B的一個支承件23B，所述應力滾輪用于恢復由于朝上面的葉輪2推動切向輪5而產(chǎn)生的變形應力。
兩個共軸反轉(zhuǎn)的葉輪2、3最好用輕型堅固的鋁合金或鈦合金或復合材料制成。這兩個葉輪彼此對稱，各自包括兩個側(cè)板，其中第一個是平板26，它有一個邊緣加強件20，而第二個側(cè)板27包括一個傾斜的傳動道28和一個邊緣加固件29。這兩個隔開的側(cè)板26、27包括一個敞開的沉箱出口，人們可以將各個裝置放在該沉箱中。
同一葉輪(例如上面的葉輪2)的兩個側(cè)板26、27之間連接有
四個固定突緣(圖中未示出)，其中兩個在飛行器的右部，兩個在飛行器的左部，它們相互對稱，形成葉片2A、2B的支承件的卡箍(也未示出)，所述葉片2A，2B裝在葉輪2的相反兩側(cè)，在相應環(huán)10上沿軸引導葉輪2的四個導向滾輪30(圖2)，在兩個形成葉輪的側(cè)板之間的四個外部垂直機械連接板和四個內(nèi)部垂直機械連接板，兩個間距控制擺動環(huán)31、32的六個傳動板。
中心機艙1還可以包括一個位于葉片2A、2B、3A、3B下方的用柔性材料制成的防護環(huán)33，該環(huán)正好在這些葉片端部通過的范圍之外。
該防護環(huán)33在下面的環(huán)3處通過六個三角桿34與中心機艙連接，根據(jù)需要可以用一個比較精密的外罩。例如，可以考慮將一個稱作“hula hop”的裝置固定到葉片的端部，使其與葉片一起轉(zhuǎn)動。例如可以考慮使用一個柔性帶子，例如將帶子固定到下面葉片的端部，與這些葉片一起轉(zhuǎn)動，這樣也就形成一種防護環(huán)形狀。
受到防護的葉片2A、2B、3A、3B不再出現(xiàn)在地上轉(zhuǎn)動的危險。
另外應注意的是，在這種情況下葉片端部的渦流得到很好的集中，這樣也就減少了噪音、慧尾，減少了附近的“飄浮”現(xiàn)象。
飛行(橫滾、偏擺、俯仰、循環(huán))控制裝置利用各個葉片在各環(huán)行期間的間距變化(也就是說葉片在空氣中的突擊角度，該角度確定了葉片的升力)，也可以在環(huán)行時恒定地利用間距變化。
通過利用與葉輪2、3同心的振動葉輪31、32進行間距變化，葉輪通過小連桿52A、52B、53A、53B與各個葉片2A、2B、3A、3B的裝置54A、54B、55A、55B相連(圖6)，用一組與操縱桿35和振動踏板(腳踏板)51相連的連桿系統(tǒng)確定其相對于葉輪2、3的平面的角度位置，可以考慮其他具有CBA等的繩索控制功能的裝置。
相應的葉輪2、3通過六個滑動桿(圖4)帶動各個擺動環(huán)31、32轉(zhuǎn)動，所述滑動桿將葉輪連接到各自的環(huán)上。確切地說，在相應葉輪上的各個環(huán)的六個傳動板均有一個讓擺動環(huán)的導向傳動桿通過的孔。一個與擺動環(huán)相連的桿在該孔經(jīng)過的軸上滑動。
各個擺動環(huán)31、32利用小連桿52A、52B、53A、53B(各個葉片2A、2B、3A、3B分別有一個)來改變與其相對應的葉輪2，3的葉片的入射角。該運動的原理示于圖14中。
根據(jù)原理可以發(fā)現(xiàn)，葉片2A、2B、3A、3B的間距增加就使得局部升力增加，而葉片2A、2B、3A、3B的間距降低就使得升力減少。
例如，當葉片2A、2B、3A、3B全部轉(zhuǎn)動時，總的間距增加就使得總升力增大，產(chǎn)生向上的力使飛行器向上加速，如果開始時飛行器在地面上，則該飛行器開始起飛。
通常，利用各個葉輪2、3的葉片2A、2B、3A、3B的相對運轉(zhuǎn)，就可以控制飛行器沿所有方向X、Y、Z進行直線運動，并繞所有飛行軸轉(zhuǎn)動。
這樣，確定葉片2A、2B、3A、3B入射角是擺動環(huán)31、32相對于葉輪2、3的位置。
對于總間距的控制(上升和下降)和對于俯仰、橫滾和偏擺的控制來講，這些擺動環(huán)31、32彼此間保持平行。
對應槳片周期來講，保證該作用的是擺動環(huán)31、32間的角度變化(擺動環(huán)31、32不再與飛行軸X平行)，為了補償向前的葉片和向后的葉片之間的相對風的不同影響，使葉片的入射角發(fā)生變化，所述向前的葉片在風中關(guān)閉，并減小其入射角，而所述向后的葉片則打開，并增加其入射角。
可以考慮使用各種控制這些擺動環(huán)31、32的裝置?？梢钥紤]用傳統(tǒng)的操縱桿和踏板進行控制。
在所述的非限定的本實施例中，一方面將操縱桿作為擺動環(huán)31、32的控制裝置，另一方面將踏板用作其控制裝置。用一個連桿系統(tǒng)將飛行員的控制傳遞給擺動環(huán)31、32。
更確切地說，在該實施方式中，飛行員所用的控制機構(gòu)一方面包括一個沿兩個軸運動的操縱桿35(控制橫滾、偏擺和總距)，另一方面包括一個踏板51(控制俯仰)，該踏板具有兩個傳統(tǒng)的腳踏板。
現(xiàn)在參見圖12，可以發(fā)現(xiàn)操縱桿35包括兩個扶手44、44’，它們通過肘形管(未示出)與一個直管42連接。右邊的扶手44的轉(zhuǎn)動方式與摩托車扶手類似，它用于控制電機的轉(zhuǎn)速，因而就可以控制共軸反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子2、3的轉(zhuǎn)速。
右邊的管子42與一個盒子43連接，管子在該盒子中沿橫軸(與飛行器的側(cè)軸Y基本平行)自由轉(zhuǎn)動，從而使飛行員控制總距(上升和下降)。
將該盒子43在前梁13處固定到中心機艙1的主要機構(gòu)(經(jīng)橫梁12、13連接的兩個結(jié)構(gòu)環(huán)10、11)上。該盒子可以繞一個與飛行器縱軸X基本平行的軸45轉(zhuǎn)動，以便使飛行員控制橫滾(左右轉(zhuǎn)彎)。
與側(cè)軸Y基本平行的直管42的兩端轉(zhuǎn)動地鉸接在兩個垂直傳送桿41、41’上，這兩個傳送桿本身各自鉸接到“S”形桿40、40’的端部。每個“S”形桿40、40’通過一個繞側(cè)軸Y轉(zhuǎn)動的鎖片48、48’連接到中心機艙1的機構(gòu)上，該鎖片固定到所述中心機艙上(在橫梁12的中心處或在一個固定到結(jié)構(gòu)環(huán)10、11上的整流罩上)。
根據(jù)該方法可以理解到(見圖12)，每個“S”形桿40、40’的橫向下段50、50’根據(jù)飛行員對操縱桿35的操作繞側(cè)軸Y進行轉(zhuǎn)動(對于小角度的轉(zhuǎn)動來講還有橫向運動)。顯然，兩個桿40、40’可以進行同步垂直運動(拉或推操縱桿)，也可以反向運動(左右轉(zhuǎn)動操縱桿)。
在中心機艙1的各側(cè)，沿基本為縱向的X方向(見圖2和12)設置擺動環(huán)31、32的一個控制臂36，由“S”形桿40的下段50帶動該控制臂作垂直運動(Z軸)，通過一個長槽將該控制臂與下段連接。
對于俯仰控制(它確定飛行器的前進和后退)來講，腳踩踏板51、51’就可進行該項控制(圖11和12)。由簡單的連桿系統(tǒng)將踏板51、51’的踩力變成控制桿38的回轉(zhuǎn)運動(繞縱軸Y運動)。
因而，所得到的裝置可以將對操縱桿35的控制變成控制臂36在橫向(X軸)或垂直向(Z軸)的轉(zhuǎn)動。對于兩個控制臂36來講，這樣運動可以相同或相反。
仍然在該作為非限定說明的控制實施例中，有四個設置在控制臂36端部的間距控制系統(tǒng)56，該控制系統(tǒng)根據(jù)飛行員的控制確定擺動環(huán)31、32相對于葉輪2、3在橫向上的角度位置和縱向位置，用操縱桿35和用踏板51、51’的效果相同。在控制偏航的情況下(飛行器繞垂直軸Z的轉(zhuǎn)動)，控制系統(tǒng)56還用來確定兩個擺動環(huán)31、32之間的垂直距離。
各個間距控制系統(tǒng)56(圖12)包括一個利用兩個大體垂直的卡箍46、47與兩個肘管相連的基本水平的鉸接臂57，各個肘管均有一個滾珠，各個卡箍有兩個滾珠或其他滾動系統(tǒng)(可以使擺動環(huán)31、32運動)。
一個裝在控制臂36端部的齒輪37與鉸接臂57連接，鉸接臂受繩索38、39的控制，在控制俯仰和控制周期槳距(對應于平移補償控制)時該齒輪改變兩個擺動環(huán)31、32的間距。各個繩索均稱作環(huán)形繩索，它們通過水平定位導輪(未示出)，“S”形桿40(與操縱桿及踏板相連)的下段50帶動該繩索。特別是在操縱桿傾斜時可以控制俯仰。
在運行時，飛行器駕駛員按照下面的方法操作，以便進行五種主要控制總距該控制對應于裝置的上升或下降，或是穩(wěn)定上升或下降，或是在運行時上升或下降，通過增加或減少兩個轉(zhuǎn)子相等的升力就可以實現(xiàn)這種控制(由于對稱關(guān)系)。
兩個控制臂36的同時垂直運動由操縱桿35控制，使得兩個擺動環(huán)31、32作平行的垂直運動(Z軸)，所述擺動環(huán)與葉輪2、3平行(圖13A)。
俯仰該控制對應于裝置向前或向后的前進或后退(繞側(cè)軸Y轉(zhuǎn)動)，通過改變裝置向前和向后兩者之間的升力來實現(xiàn)這種控制。例如通過增加后面葉片的間距，減少前面葉片的間距，促使后面的葉片升力大于前面的葉片升力。
腳踩踏板51、51’來控制兩個控制臂36進行同步轉(zhuǎn)動，使得兩個擺動環(huán)31、32繞橫軸(Y軸)作相同的轉(zhuǎn)動(圖13B)。
橫滾該控制對應于裝置在一側(cè)或另一側(cè)相對于前進軸的運動。其實施方法與控制俯仰的方法類似，但要增加或減少葉片從一側(cè)到另一側(cè)的俯仰。
使兩個控制臂36中的一個向高處作垂直運動(升力將增加的一側(cè))，而通過使操縱桿35繞縱軸(X軸)的轉(zhuǎn)動來控制控制臂36中的另一個同時向下作垂直運動(升力減少的一側(cè)，裝置轉(zhuǎn)向所述另一個控制臂36的下面)，并促使兩個擺動環(huán)31、32繞縱軸(X軸)進行相同的轉(zhuǎn)動(圖13C)。
偏擺該控制可以使裝置繞其垂直軸轉(zhuǎn)動。通過使升力和兩個轉(zhuǎn)子的尾跡不對稱就可以進行這種控制，其中一個轉(zhuǎn)子的尾跡低于另一個轉(zhuǎn)子的尾跡，因而在這種情況中不再出現(xiàn)繞垂直軸轉(zhuǎn)動的力矩。
兩個控制臂36的反方向運動通過對繩索38、39的作用而得到控制，從而引起兩個擺動環(huán)31、32沿反方向作垂直運動(Z軸)(圖13D)。
補償(槳距循環(huán))該補償是一種可以使飛行器穩(wěn)定橫向飛行的控制。通過使裝置一側(cè)的擺動環(huán)31、32分開(對繩索38、39作用)和使裝置另一側(cè)的擺動環(huán)31、32靠近(對另一繩索38、39作用)來實現(xiàn)這種補償，這樣就使得這兩個擺動環(huán)的平衡度喪失(圖13E)。在橫向穩(wěn)定飛行(傾斜飛行器)時，利用兩個葉輪的反相對升力進行補償。在一個葉輪上的葉片的升力通過增加另一個葉輪的另一個葉片上的升力得到補償。
顯然，正常操縱飛行器時可以組合不同的位置。用擺動環(huán)31、32傳遞所有的控制可以保證控制的平穩(wěn)度非常好，而且可以避免任何瞬變。
另外，用一個電子系統(tǒng)對葉片進行間距控制，該電子系統(tǒng)直接控制組裝在葉輪2、3中的電動機。
機艙和機械元件的實施模式是本領(lǐng)域的公知技術(shù)，例如它可以包括整體焊接組裝在一起的管道結(jié)構(gòu)，但并不限于此，結(jié)構(gòu)材料例如是鈦、鋁。用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的不同實施方式也可以制成混合結(jié)構(gòu)。
另外還應理解的是，這些控制既可以由飛行員完成，也可以由其他例如無線電控制裝置，GPS系統(tǒng)所用的遙控裝置和視頻裝置等系統(tǒng)完成。
為了進一步改善旋翼飛機安全飛行性能，此處用于控制葉片角度的環(huán)的位置有各種變化，以便控制飛行。
更確切地說，在該實施方式中(圖15)，繩索控制用的是上面沒有示出的滑板80x，這些滑板有利于將擺動環(huán)的導向球座定位，球座基本按對角線對稱設置，它們由各自的橫梁81x進行導向。
用繩索82x保證進行垂直運動，將繩索罩83x的端部固定到具有一個未示出的手柄系統(tǒng)的機構(gòu)上，該手柄機構(gòu)作回復運動以便進行更精確的控制。
滑板上具有與各組球座相連的軸84x，這些滑板沿軸(Z)的運動確保了間距控制、俯仰控制和橫滾控制。
每一個軸84x均有一個杠桿力臂85，兩個小連桿88相對于該軸對稱地連接到該杠桿力臂上，這些小連桿利用繩索86通過使杠桿力臂轉(zhuǎn)動來保證球座對稱地進行垂直運動，繩索86的端部87x固定到它的滑板上。
將四個繩索82x的罩的另一端按對角線的方式固定到該機構(gòu)上(圖16A)，與一個十字形元件100相對，該元件可垂直進行移動，以便控制總距，而且在所有方向均保持對稱，從而控制俯仰、橫滾或進行混合控制(俯仰和橫滾)，這歸功于一個手柄91，該手柄的下端92定位在該機構(gòu)上，其另一端是控制把手。
將四個繩索86的罩的另一端按對角線的方式固定到該機構(gòu)上(圖16B)，與一個十字形元件103相對，該元件可垂直進行移動，以便控制偏擺，而且在所有方向均保持對稱，從而控制相對風的補償循環(huán)。
該控制手柄101有一個把手102，該把手可以讓飛行員決定要采取的新方向，該把手102可以使手柄轉(zhuǎn)動，手柄的下面具有螺旋齒輪，齒輪可以根據(jù)相同的運動拉或推這四個繩索(在控制偏擺時均勻地夾緊和分開環(huán))。
將其另一端固定到所述機構(gòu)上的手柄101傾斜就可以保證夾緊環(huán)，以便根據(jù)手柄上的相對風的方向進行控制。
在給出的另一個變型實施例(圖16C)中，該第二個手柄101位于手柄91中，其下部通過一個萬向軸104進行回位，該萬向軸可以沿所有方向控制回圈，也就是說控制把手102相對于手柄101的傾斜度，通過對處于中心部位的繩索施加作用力，該手柄101就能確保十字接頭103移動，并用相同的方法保證環(huán)迎著相對風。
該變型實施例的好處在于飛行員只要使用一個踏板和一只手，這種操作自由可以使其不必求助于乘客就能方便地用該裝置完成應當完成的任務。
更確切地說，在該實施方案中，除了與各種間距干擾(由于葉片在允許范圍內(nèi)可能出現(xiàn)的擺動)的周邊裝置無關(guān)的安全性能以外，可以用繩索連接代替小連桿52A/52B連接，在繩索連接時，一方面將繩索罩的端部固定到葉輪上，另一方面利用相對于葉片根部的葉片套筒傳送機構(gòu)將其端部固定到套筒上，以便更精確地進行控制。
更確切地說，在另一個實施方案中，一個在葉片根部和葉片根部套筒之間的位置電機可以定期調(diào)節(jié)葉片的角度，該電機由電子裝置控制，而電子裝置本身由信號控制，信號的函數(shù)是用數(shù)學方法表示在太空中以不同速度飛行時的環(huán)，該數(shù)學函數(shù)的起始項包括四個繩索82的對稱布置，所述繩索控制總間距、俯仰和橫滾，而且還有四個繩索86的布置，通過夾緊這些繩索(由于相對風引起的補償循環(huán))來控制環(huán)的平行間隔(偏擺)。
本發(fā)明的范圍不限于上述具體實施形式，這些實施形式是作為非限定的例子給出的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以做出許多屬于后附權(quán)利要求范圍內(nèi)的修改。
權(quán)利要求
1.一種具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，它具有一個中心機艙，兩個同步的共軸反轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子在中心機艙的周圍進行轉(zhuǎn)動，每一個轉(zhuǎn)子均有一個葉輪(2，3)和至少兩個葉片，中心機艙包括兩個彼此通過橫臂連接的結(jié)構(gòu)環(huán)(10，11)，結(jié)構(gòu)環(huán)作為轉(zhuǎn)子的導向件，中心機艙還有用于改變各個葉片間距的裝置，其特征在于，能夠改變?nèi)~片間距的裝置包括兩個擺動環(huán)(31，32)，各個擺動環(huán)與一個葉輪(2，3)相連，而且均與所述葉輪同心，擺動環(huán)在葉輪的帶動下轉(zhuǎn)動，并利用連桿或繩索式傳動裝置與相應葉輪的葉片連接在一起，傳動裝置用于改變所述葉片的間距，每個擺動環(huán)(31，32)連接到作垂直運動和繞橫軸運動的裝置，這樣使其沿圓周相對于相應的葉輪(2，3)可以有一個經(jīng)選擇的距離，在結(jié)構(gòu)環(huán)(10，11)上的葉輪導向件由軸線上的滾輪(30)制成，所述軸線與一個包括一個結(jié)構(gòu)環(huán)和相應葉輪在內(nèi)的平面垂直，所述滾輪和葉片在該結(jié)構(gòu)環(huán)和相應葉輪之間均勻分布，每一個葉片對應于一個或兩個滾輪。
2.如權(quán)利要求1所述的具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，其特征在于，每一個葉輪均有一個傾斜傳動軌跡，兩個軌跡相互對著，其中，還在于由可切斷的錐形切向輪來保證對葉輪的傳動。
3.如權(quán)利要求2所述的具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，其特征在于，在錐形切向輪的對面設置一個剎車自由滾輪。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，其特征在于，通過對一個水平鉸接臂(57)的作用來控制擺動環(huán)，兩個鉸鏈通過它們的兩個卡箍(46，47)與該鉸接臂相連，每一個鉸鏈均有一個滾珠，所述鉸鏈的兩個卡箍基本垂直，每一個卡箍均有一個可以使相應的擺動環(huán)(31，32)進行運行的運行系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4所述的具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，其特征在于，每一個鉸接臂(57)均由一個沿兩個軸活動的操縱桿和一個包括兩個踏板的平衡操縱桿控制，操縱桿和平衡操縱桿的運動通過一個連桿系統(tǒng)傳遞到擺動環(huán)，連桿系統(tǒng)可以使用能使它們相對于葉輪的橫向角度位置和垂直位置以及它們的垂直距離進行變化的繩索。
6.如權(quán)利要求4或5所述的具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，其特征在于，擺動環(huán)(31，32)的垂直位移(Z)裝置在中心機艙(1)的各側(cè)包括一個控制擺動環(huán)(31，32)的控制臂(36)，該控制臂按照縱向(X)設置，與垂直(Z軸)傳動裝置(40)連接，其中心點(49)基本在飛行器的橫軸上，每一個控制臂(36)的兩端各支承一個間距控制系統(tǒng)(56)，間距控制系統(tǒng)包括一個用于改變兩個擺動環(huán)(31，32)之間的垂直距離，在轉(zhuǎn)動期間使它們自由運行的裝置(57，46，47)，繞擺動環(huán)(31，32)的橫軸(Y)運動的裝置包括帶動各個控制臂(36)繞橫軸(Y)轉(zhuǎn)動的傳動裝置(51，58，50)，帶動各個控制臂(36)轉(zhuǎn)動的傳動裝置包括一個與一傳動桿(56)連接的踏板(51)，傳動桿與所述控制臂(56)連接，飛行器沿其兩個軸具有一個操縱桿(35)，操縱桿的每一個手柄與一個帶動控制臂(36)進行垂直運動(Z)的傳動桿(40)相連，這兩個傳動桿(40)可以同時進行垂直運動(拉或推操縱桿)，也可以進行反向運動(從一側(cè)或另一側(cè)轉(zhuǎn)動操縱桿)，每一個間距控制系統(tǒng)(56)包括一個基本水平的鉸接臂(57)，兩個鉸鏈通過它們的兩個卡箍(46，47)與該鉸接臂相連，每一個鉸鏈均有一個滾珠，鉸鏈的卡箍基本垂直，每一個卡箍均有一個可以使擺動環(huán)(31，32)進行運行的運行系統(tǒng)，在各個控制臂(36)的端部裝有一個與鉸接臂(57)連接的輪子(37)，通過一個繩索(38，39)使該輪子轉(zhuǎn)動，繩索改變兩個擺動環(huán)(31，32)之間的軸距。
7.如權(quán)利要求4所述的具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，其特征在于，各個鉸接臂(57)受到由兩個手柄和一個平衡操縱桿組成的系統(tǒng)的控制，利用一個十字形構(gòu)件，將手柄和平衡操縱桿的運動傳送到繩索的擺動環(huán)，所述繩索在一個與飛行器機構(gòu)相連套管中滑動，從而使擺動環(huán)相對于葉輪沿橫向的角度位置和垂直位置發(fā)生變化，并使它們的垂直距離發(fā)生變化。
8.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，其特征在于，擺動環(huán)受繩索的控制，繩索與電控伺服電機(備用件或自動駕駛)直接連接。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，其特征在于，該飛行器還包括至少一個旋風導向圓環(huán)，它構(gòu)成保證安全著落的高空防震件，防震件的直徑大于葉片(2A，2B，3A，3B)的直徑，該防護圓環(huán)是一個柔性帶，與一對葉片(3A，3B)的端部連接在一起，并與葉片一起旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有旋轉(zhuǎn)翼的飛行器，包括一個中心機艙，兩個同步的共軸反轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子在中心機艙的周圍進行旋轉(zhuǎn)，每一個轉(zhuǎn)子均有一個葉輪(2，3)和至少兩個葉片，中心機艙包括兩個彼此間進行連接的結(jié)構(gòu)環(huán)(10，11)，它們作為轉(zhuǎn)子的導向件。能夠改變?nèi)~片間距的裝置包括兩個擺動環(huán)(31，32)。各個擺動環(huán)與一個葉輪(2，3)相連，而且均與所述葉輪同心，在葉輪的帶動下作旋轉(zhuǎn)運動，利用連桿或繩索將環(huán)與相應的葉片連接在一起。每個擺動環(huán)(31，32)連接到作垂直運動和繞橫軸運動的裝置，這樣使其沿圓周相對于相應的葉輪(2，3)可以有一經(jīng)選擇的距離。結(jié)構(gòu)環(huán)(10，11)上的葉輪導向件由軸線上的滾輪(30)制成，所述軸線與一個包括一個結(jié)構(gòu)環(huán)和相應葉輪在內(nèi)的平面垂直，所述滾輪和葉片在該結(jié)構(gòu)環(huán)和相應葉輪之間均勻分布。
文檔編號B64C27/20GK1395533SQ0180392
公開日2003年2月5日 申請日期2001年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月20日
發(fā)明者丹尼爾·包查德 申請人:吉洛普特公司