專利名稱：直升機旋轉(zhuǎn)機翼的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種適用于高速轉(zhuǎn)體式直升機的旋轉(zhuǎn)機翼，屬于飛行器技術 領域。
技術背景
直升機是飛機的一種，與其他飛機最大的區(qū)別是以一個或多個大型水平旋轉(zhuǎn) 的旋翼提供向上升力。直升機可以做低空(離地面數(shù)米)、低速(從懸停開始) 和機頭方向不變的機動飛行，特別是垂直起降，它無需跑道，可在狹窄場地垂 直起降。
直升機的速度之所以這么低，主要是由于它本身的動力設i十，直升機的動力 來源只有一個，就是機身頂部的螺旋槳，而這個螺旋槳不論在起飛，懸停還是 前進，幾乎都是把空氣往下排，以得到飛機克服重力的浮力。在前進時，只能 提供很小的前進動力，也就是說，目前直升機一個螺旋槳就要承擔浮力和前進 的兩項動力，可想而知剩下的飛行動力有多少。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的主要目的是在保持直升機的懸停技術和垂直起降免跑道的優(yōu) 點前提下，通過設計旋轉(zhuǎn)機翼，帶動機身轉(zhuǎn)體來實現(xiàn)高速水平飛行。 本實用新型的目的是通過以下措施實現(xiàn)的
一種直升機旋轉(zhuǎn)機翼，其特征是旋轉(zhuǎn)機翼為設置在機身兩側(cè)的一對機翼， 兩機翼的前端相對設置并通過控制兩者開合的外齒相嚙合，其中一機翼的外齒 與主動齒輪I相嚙合，主動齒輪I安裝在馬達I的轉(zhuǎn)軸上；兩機翼的轉(zhuǎn)軸固定 在支座上，支座套裝在一旋轉(zhuǎn)軸上，該旋轉(zhuǎn)軸連接在機身上，支座下部設有調(diào) 整機翼與機身之間角度的弧形齒輪，該弧形齒輪與主動齒輪II相嚙合，主動齒 輪II安裝在馬達II的轉(zhuǎn)軸上，馬達I和馬達II與控制裝置相連。所述機翼的迎風面采用流線型設計。
所述支座與機身最大調(diào)整角度為15° ，以適于直升機的轉(zhuǎn)向過程中調(diào)整角度。
兩機翼張開的最大角度為90° ，適于直升機的飛行。
本實用新型的直升機還包括定位機翼的插銷，用于機翼完全張開時的定位。 座椅為旋轉(zhuǎn)座椅，座椅中部設有靠重力調(diào)整座椅方位的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端安 裝在機身的艙壁上。
所述座椅兩側(cè)還裝有旋轉(zhuǎn)圓盤，所述圓盤也穿套在轉(zhuǎn)軸上。 本實用新型相比現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點
本實用新型設計的直升機旋轉(zhuǎn)機翼，它在起飛的時候，浮力由螺旋槳提供， 螺旋槳在此時只提供浮力，在轉(zhuǎn)體完成時，整個飛機的浮力不再由螺旋槳來提 供，而是由展開的兩個旋轉(zhuǎn)機翼提供的。而此時的螺旋槳把所有的空氣都往后 排，只提供前進的動力。這樣來說動力遠遠超過了目前的直升機，所以可以達 到高速的目標。
本實用新型設計的直升機可用于執(zhí)行一般直升機任務以及無人偵査和執(zhí)行 特殊任務，尤其是環(huán)境條件惡劣并對時間要求極高的任務，是軍事和搶險任務 的首選工具。


圖1為直升機的總體結構示意圖。
圖2為本實用新型旋轉(zhuǎn)機翼的結構示意圖。
圖3為旋轉(zhuǎn)機翼打開時的結構示意圖。
圖4為機翼的截面圖。
圖5為機翼定位電動插銷的示意圖。
圖6為電動插銷的電原理圖。
圖7為旋轉(zhuǎn)座椅的結構示意圖。
圖中l(wèi)-整流罩；2-螺旋槳；3-主動力裝置；4-機翼；5-主尾翼；6-旋轉(zhuǎn)尾 獎；7-副尾翼；8-傳動桿；9-撐桿；lO-底座；ll-旋轉(zhuǎn)軸；12-支座；13-馬達I ;14-馬達II; 15-外齒;16-弧形齒輪;17-電動插銷;18-座椅;19-旋轉(zhuǎn)圓盤;20-
轉(zhuǎn)軸；21-艙壁;22-動軸;23-彈簧線圈;24-線圈;25-定軸;26-電源;27-開關。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述
如圖l、圖2所示，本實用新型的高速轉(zhuǎn)體式直升機包括機身、整流罩l.、 應急裝置、螺旋漿2、主動力裝置3、座椅、尾翼和主控裝置。尾翼包括主尾翼 5和副尾翼7。螺旋槳1由三個葉片組成。主動力裝置3由兩個相同的馬達組成， 通以相反的電流，使它們的旋轉(zhuǎn)方向相反。傳動桿8設在兩馬達轉(zhuǎn)軸連線的中 心位置，兩個馬達的齒輪同時和傳動桿8上的齒輪嚙合，實現(xiàn)雙動力系統(tǒng)。該 設計還有可以讓兩個馬達從兩面用同樣的力擠壓著傳動桿，防止傳動桿8左右 搖晃。傳動桿8下端外邊固定有齒輪，與主動力裝置3的馬達上的齒輪相嚙合， 上端外邊固定有螺旋槳2。這樣實現(xiàn)了馬達帶動螺旋槳2的轉(zhuǎn)動。
機身內(nèi)部設有撐桿9，它有三個作用 一是固定傳動桿8，防止傳動桿8搖 擺，二是連接傳動桿8和機身，因為升力由螺旋槳2傳給傳動桿8，再由傳動桿 8傳給內(nèi)部撐桿9，而內(nèi)部撐桿9與機身連接，所以帶動整個機身。三是將整流 罩l固定在內(nèi)部撐桿上。
尾翼尾部開有一個圓孔，在個位置安裝平衡旋轉(zhuǎn)尾槳6。在起飛時由于向下 流動的空氣會受到螺旋槳2的作用力而出現(xiàn)渦旋，從而使得機身會繞中軸線旋 轉(zhuǎn)，在此時，可以啟動旋轉(zhuǎn)尾槳6，向相同方向快速排空氣，獲得相反的力，從 而穩(wěn)定機身的旋轉(zhuǎn)問題。
該機身兩側(cè)還設有一對機翼4，兩機翼4的前端相對設置并通過控制兩者開 合的外齒15相嚙合，其中一機翼4的外齒15與主動齒輪I相嚙合，主動齒輪 I安裝在馬達I 13的轉(zhuǎn)軸上；兩機翼4的轉(zhuǎn)軸固定在支座12上，支座12套裝 在一旋轉(zhuǎn)軸ll上，該旋轉(zhuǎn)軸11連接在機身上，支座12下部設有調(diào)整機翼4與 機身之間角度的弧形齒輪16，該弧形齒輪16與主動齒輪II相嚙合，主動齒輪II 安裝在馬達II14的轉(zhuǎn)軸上，馬達I 13和馬達II14與主控裝置相連。兩機翼4能 夠通過馬達帶動，旋轉(zhuǎn)伸開、收縮；并能由支座12帶動實現(xiàn)前后傾斜，和機身 中線成一定角度。飛機轉(zhuǎn)體和穩(wěn)定飛行時的升力完全靠這兩個旋轉(zhuǎn)機翼來完成
5機翼的迎風面采用流線型設計，以減小直升機飛行過程中的氣流阻力。機 翼前段迎風，造成上表面流速快，壓強小，下表面流速相對慢，壓強大，提供
水平飛行時的升力。截面結構如如圖4所示。
支座12與機身最大調(diào)整角度為15° ，以適于直升機的轉(zhuǎn)向過程中調(diào)整角度。 兩機翼.4張開的最大角度為90。，適于直升機高速飛行。機翼4完全打開
狀態(tài)如圖2所示。
本實用新型的直升機還包括定位機翼的電動插銷，用于機翼完全張開時的 定位。
本實用新型設計的機翼是直升機垂直上升和垂直上升到水平飛行轉(zhuǎn)向飛行 的要點，也是與現(xiàn)在的直升機的不同所在。本實用新型的直升機上升時，兩個 旋轉(zhuǎn)機翼收縮，整體機身處于平衡狀態(tài)，便于起飛；在達到一定高度(根據(jù)要 求提前設定)準備轉(zhuǎn)向到水平飛行時發(fā)出信號，緩緩使兩側(cè)旋轉(zhuǎn)機翼4傾斜， 最大傾斜角為15°時，由于此時機翼已經(jīng)受到一個斜向下的壓力，因此機身開 始緩慢轉(zhuǎn)向，此時再緩慢展開機翼4，使機翼4受到大氣的具有較大向上分力的 支持力，機身在這個力的作用下緩慢轉(zhuǎn)向，當機身轉(zhuǎn)向達到30。(此時機身與 水平面角)時，由于此時機翼4傾斜的角度己經(jīng)較大，不便于提高水平飛行時 的速度，因此此時需要調(diào)整傾斜角度變小，控制傾斜角度減小到5° ，也就是水 平飛行時的迎角。
為了在水平飛行時機翼能夠固定，本實用新型還設置了一個由繼電器控制 的電動插銷來固定機翼4，其示意圖如圖5所示。電動插銷17包括動軸22、定 軸25，繞在動軸22上的彈簧線圈23，繞在定軸25上的線圈24，電源26和開 關27;斷電情況下，彈簧線圈23壓縮動軸22打開電動插銷17;通電情況下， 因斥力，電動插銷17插入機翼4。在機翼上和和在機翼4完全展開時接觸的機 身上分別安裝一個金屬片，在機翼4完全展開時兩個金屬片接觸，此時電動插 銷17作用固定機翼4。
當直升機要降落時，發(fā)出信號繼電器起作用，拔開電動插銷17，馬達S1同 時加反向電壓，收縮機翼4，開始降落。該電動插銷17的工作過程如圖6所示 Jl和J2為單刀雙擲開關，Jl的作用是控制馬達的電壓方向，J2的作用控制馬達Sl和電動插銷電源的開關。當飛機起飛時，J2接通馬達Sl，帶動旋轉(zhuǎn)機翼旋 轉(zhuǎn)，當旋轉(zhuǎn)到預定角度時，通過J2使電動插銷接通電源，伸出動軸，固定機翼。 當降落，需要機翼收縮時，J2接通馬達S1，電動插銷此時沒有電流，動軸就會 縮回。然后再由J1控制電動馬達S1轉(zhuǎn)變電流方向，實現(xiàn)馬達S1翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)旋 轉(zhuǎn)機翼的收回。
由于此直升機具有的特點使其具有廣闊的用途及發(fā)展前景。在軍用方面已廣 泛應用于對地攻擊、機降登陸、武器運送、后勤支援、戰(zhàn)場救護、偵察巡邏、 指揮控制、通信聯(lián)絡、反潛掃雷、電子對抗等。在民用方面應用于短途運輸、 醫(yī)療救護、救災救生、緊急營救、吊裝設備、地質(zhì)勘探、護林滅火、空中攝影 等。海上油井與基地間的人員及物資運輸是民用的一個重要方面。有這些優(yōu)點 主要是因為它的高速垂直起降和高速水平飛行。
旋轉(zhuǎn)機翼的工作原理起飛時，螺旋槳2提供升力，達到一定高度時，通 過馬達I 13轉(zhuǎn)動帶動整個裝置向一個方向傾斜，最大角度為15。。此時會收到 來自這個方向的壓力，飛機機身向相反方向旋轉(zhuǎn)(即轉(zhuǎn)向水平)。當飛機旋轉(zhuǎn)過 15°時，然后開動馬達I114，帶動旋轉(zhuǎn)機翼展開，當飛機機身轉(zhuǎn)到于水平方向 30°時，由主控裝置的單片機給馬達I 13加反向電壓，調(diào)整傾斜角度減小到5 ° ,即是水平飛行時的迎角。
降落時，先由單片機給馬達II14提供反向電壓，此時旋轉(zhuǎn)機翼收縮，在收縮 時同時給馬達I 13加反向電壓，使機翼4向相反方向傾斜，這時飛機機身向相反 方向旋轉(zhuǎn)(即轉(zhuǎn)向豎直)，當機身豎直時，降低螺旋槳2的轉(zhuǎn)速，減小升力，飛 機緩慢下降。
如圖7所示，本實用新型的座椅為旋轉(zhuǎn)座椅，座椅18中部設有靠重力調(diào)整 座椅方位的轉(zhuǎn)軸20，轉(zhuǎn)軸20的兩端安裝在機身的艙壁21上。座椅18兩側(cè)還裝 有旋轉(zhuǎn)圓盤19，旋轉(zhuǎn)圓盤19也穿套在轉(zhuǎn)軸20上。由于飛機在起飛和降落時是 豎直的，當水平飛行時機身為水平姿勢，故而里面的人會顛倒，為防止這樣的 問題發(fā)生，設計了這個旋轉(zhuǎn)座椅。
旋轉(zhuǎn)座椅的工作原理旋轉(zhuǎn)座椅的原理是利用重力保持座位始終保持豎直 向上。當人坐在旋轉(zhuǎn)座椅上或沒人在椅子上時，整個座椅18的重心始終保持在旋轉(zhuǎn)圓盤19圓心的正下方。當機身轉(zhuǎn)體時，由于重力作用，座椅會繞轉(zhuǎn)軸20 旋轉(zhuǎn)，始終保持豎直向上，坐在上面的人就不會隨著飛機機身的旋轉(zhuǎn)而翻滾顛 倒。
本實用新型的直升機可以裝備在航母上，由于是垂直起飛占用面積很小， 因此在同樣大小的地方可以多停放很多直升飛機，而且反應速度塊。也可用在 一些搶險工作上，比如海上救援，森林滅火等。
權利要求1、一種直升機旋轉(zhuǎn)機翼，其特征是旋轉(zhuǎn)機翼為設置在機身兩側(cè)的一對機翼，兩機翼的前端相對設置并通過控制兩者開合的外齒相嚙合，其中一機翼的外齒與主動齒輪I相嚙合，主動齒輪I安裝在馬達I的轉(zhuǎn)軸上；兩機翼的轉(zhuǎn)軸固定在支座上，支座套裝在一旋轉(zhuǎn)軸上，該旋轉(zhuǎn)軸連接在機身上，支座下部設有調(diào)整機翼與機身之間角度的弧形齒輪，該弧形齒輪與主動齒輪II相嚙合，主動齒輪II安裝在馬達II的轉(zhuǎn)軸上，馬達I和馬達II與控制裝置相連。
2、 根據(jù)權利要求1所述直升機旋轉(zhuǎn)機翼，其特征是所述機翼的迎風面采 用流線型設計。
3、 根據(jù)權利要求l所述直升機旋轉(zhuǎn)機翼，其特征是所述支座與機身最大 調(diào)整角度為15。。
4、根據(jù)權利要求1所述直升機旋轉(zhuǎn)機翼，其特征是所述兩機翼張開的最 大角度為90。。
5、 根據(jù)權利要求l、 2、 3或4所述直升機旋轉(zhuǎn)機翼，其特征是還包括定位機翼的電動插銷。
6、 根據(jù)權利要求5所述直升機旋轉(zhuǎn)機翼，其特征是所述座椅為旋轉(zhuǎn)座椅，座椅中部設有靠重力調(diào)整座椅方位的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端安裝在機身的艙壁上。
7、 根據(jù)權利要求6所述直升機旋轉(zhuǎn)機翼，其特征是所述座椅兩側(cè)還裝有旋轉(zhuǎn)圓盤，所述旋轉(zhuǎn)圓盤也穿套在轉(zhuǎn)軸上。
專利摘要本實用新型提供一種直升機旋轉(zhuǎn)機翼，它在保持直升機的懸停技術和垂直起降免跑道的優(yōu)點前提下，通過設計旋轉(zhuǎn)機翼，帶動機身轉(zhuǎn)體來實現(xiàn)高速水平飛行。該直升機旋轉(zhuǎn)機為設置在機身兩側(cè)的一對機翼，兩機翼的前端相對設置并通過控制兩者開合的外齒相嚙合，其中一機翼的外齒與主動齒輪I相嚙合，主動齒輪I安裝在馬達I的轉(zhuǎn)軸上；兩機翼的轉(zhuǎn)軸固定在支座上，支座套裝在一旋轉(zhuǎn)軸上，該旋轉(zhuǎn)軸連接在機身上，支座下部設有調(diào)整機翼與機身之間角度的弧形齒輪，該弧形齒輪與主動齒輪II相嚙合，主動齒輪II安裝在馬達II的轉(zhuǎn)軸上，馬達I和馬達II與控制裝置相連。
文檔編號B64D11/06GK201380962SQ20092004157
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權日2009年4月3日
發(fā)明者呂開龍, 尹健龍, 晶 張, 張峰彬, 珍 潘, 趙素偉 申請人:南京信息工程大學