專利名稱：新型高速直升飛機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種飛行器，特別是一種新型高速直升飛機。
背景技術：
機械驅動正常式直升機能垂直起降和懸停，但是迄今，現(xiàn)有正常式直升機由于誘 導阻力和廢阻大，飛行速度不超過370km/h，飛行速度低；現(xiàn)有的固定翼飛機飛行速度最高 已達3馬赫，飛行速度很高，但是起降均得滑跑較長的距離，且不能懸停。有翼式直升機、復 合式直升機、傾轉旋翼飛行器均綜合了直升機和固定翼飛機的優(yōu)點，但最高速度難以突破 550km/h，而且能耗很大、有效載荷小。現(xiàn)有的固定翼飛機及直升飛機轉彎半徑都較大。飛 碟式飛行器除了能隨意懸停，最大特點是能隨意很快改變飛行方向，并且?guī)缀蹩蛇_到無轉 彎半徑轉向，因而飛碟式飛行器機動性很高，但飛碟式飛行器由于形狀阻力很大嚴重缺陷 是由于形狀阻力很大，導致飛行速度遠比現(xiàn)有的固定翼飛機及直升飛機低。
發(fā)明內容本實用新型公開一種新型高速直升飛機，旨在綜合現(xiàn)有機械驅動正常式直升機、 固定翼飛機、飛碟的優(yōu)點，飛行速度更高、機動性很高、航程長、經濟、安全。本實用新型按下述技術方案實現(xiàn)。在機身前部設置兩副(同一直徑上的兩個槳葉為一副)共垂直軸線螺旋槳，簡稱 共垂直軸螺旋槳，螺旋槳由可控發(fā)動機或壓縮氣體驅轉，螺旋槳的轉停和轉速可控；在機身 尾部設置可收張的水平尾翼或兩副共垂直軸螺旋槳及垂直尾翼，螺旋槳由可控發(fā)動機或壓 縮氣體驅轉，螺旋槳的轉停和轉速可控，垂直尾翼帶方向舵或不帶方向舵但設置垂尾左噴 氣口和垂尾右噴氣口 ；在機身前部設置前左噴氣口、前右噴氣口 ；在機身內或機身外設置 水平推進發(fā)動機，從水平推進發(fā)動機引壓縮氣體經控制閥門到所述所有噴氣口。所述新型高速直升飛機起飛時，對設置可收張的水平尾翼的這種飛機，先將水平 尾翼收回到與垂直尾翼平行相貼的位置，然后啟動共垂直軸螺旋槳，兩幅螺旋槳的旋轉方 向相反，空氣對旋轉的螺旋槳的反作用力造成的對機身的轉矩相抵消，在空氣動力的作用 下，飛機垂直上升；到需要的高度可懸停，要前飛時，啟動水平推進發(fā)動機，當水平飛行速度 達到一定時，張開水平尾翼，同時逐漸停轉一副螺旋槳，垂直尾翼的噴口噴出壓縮氣體以抵 消另一副保持旋轉的螺旋槳對機身造成的轉矩，當逐漸停轉的一幅螺旋槳直徑與機身長方 向垂直時，轉動螺旋槳并被鎖定成“固定翼”，當該“固定翼”與水平尾翼產生的總升力能托 起整個飛機時，再使另一副旋轉的螺旋槳按前述的方法也變?yōu)椤肮潭ㄒ怼?，此后，飛機成為雙 固定翼飛機，它比正常式直升機的飛行廢阻阻力小得多，所以飛行速度可能達到700km/h 以上。所述新型高速直升飛機還可在上升的同時沿水平方向加速，當上升到欲達的高度 和前飛到一定速度時，再按前述方法逐漸導入完全固定翼飛行模式。所述新型高速直升飛機降落時，先減速，再釋放一副“固定翼”(螺旋槳)使其旋轉，接著收回水平尾翼，再釋放另一幅“固定翼”(螺旋槳)使其旋轉，在此過程中，飛機俯沖 降落，當水平速度減為零時，就可垂直降落；當然，也可逐漸減小水平速度分量接近零時，再 垂直降落。降落過程中，可利用上升氣流驅動螺旋槳帶動所述發(fā)動機的電機再生發(fā)電，回收 能量，此過程螺旋槳起到降落傘的作用。所述新型高速直升飛機飛行方向通過控制垂向直尾翼噴氣口噴出壓縮氣體來控 制，或者操縱方向舵控制。若控制垂向直尾翼左右噴氣口和前部設置左噴氣口、右噴氣口， 可使所述新型高速直升飛機向左或向右移動或旋轉360°掉頭。本實用新型有益的效果是1、本實用新型吸取了正常式直升機和、固定翼飛機、飛碟的優(yōu)點，克服了它們的缺 點，能垂直起降，飛行速度更高更穩(wěn)定，機動性強，乘載質量大；使用這種飛機，所需公共機 場的面積很小。2、本實用新型的共軸雙螺旋槳，在飛機升降時作為升降螺旋槳，在飛機飛行時作 為固定翼，即在升降和飛行兩種工況下均起關鍵的升力功用，使用效率高，工作效率比非 共軸式高，產生的負面影響很小，且使飛機少了一個較大的升力部件，從而減輕了飛機的重 量，在升降和飛行兩種工況下的廢阻阻力小而節(jié)能，這些優(yōu)于有翼式直升機、復合式直升 機、傾轉旋翼飛行器。3、所述新型高速直升飛機降落過程中，可再生發(fā)電，回收能量；4、本實用新型發(fā)動機采用類似于永磁電機或超導電機的電機，有很多優(yōu)點能耗 小，不產生有害氣體、振動小、噪音小、發(fā)熱較少、損耗小、效率高、重量小、檢修保養(yǎng)簡便、升 降飛行操縱性好；5、本實用新型采用共軸雙螺旋槳，其槳葉比單螺旋槳的短，減小了飛機尺寸，減輕 了槳葉重量(由于槳葉重量隨直徑尺寸呈三次方增大)，旋轉時振動小、噪音小，旋轉時槳 尖速度(切線速度)小，提高了螺旋槳的轉速，從而提高升力；另外共軸雙螺旋槳懸停效率 較高；6、本實用新型的飛機若在空中發(fā)生停車，高度開始下降，這時可立即先釋放一幅 螺旋槳成自由旋翼，隨著飛機下降，上升氣流沖刷自由旋翼使其旋轉，對飛機產生上拉力， 然后逐漸釋放另一幅螺旋槳成自由旋翼，兩副自由旋翼使飛機緩慢曼降落；在緊急情況下， 逐一釋放螺旋槳恢復到由可控發(fā)動機驅動狀態(tài)，從而控制飛機平穩(wěn)降落；另外，共軸雙螺旋 槳飛機抗風能力強，所以，本實用新型的飛機安全性很好。

圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖；圖2為圖1中螺旋槳矩形上槳葉2或矩形下槳葉3的俯視圖；圖3為本實用新型實施例一設置單水平發(fā)動機時圖1的左視圖；圖4為本實用新型實施例一設置雙水平發(fā)動機時圖1的左視圖；圖5為本實用新型實施例二的結構示意圖；圖6為圖1中螺旋槳馬刀形上槳葉2或下槳葉3的俯視圖；圖7為圖1中螺旋槳鳥翅形上槳葉2或下槳葉3的俯視圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。實施例一如圖1示。在機身1前部設置兩幅共垂直軸線螺旋槳，簡稱共垂直軸螺 旋槳，槳葉為上漿葉2和下漿葉3，其典型形狀是矩形的，如圖2所示；上槳葉2與空心轉子 (相當于槳轂)5聯(lián)接組成一副螺旋槳，轉子5與定子6組成此螺旋槳的發(fā)動機；下槳葉3、 轉軸4及轉子7聯(lián)接組成另一副螺旋槳，轉軸4穿過空心轉子5的中孔，轉子7與定子8組 成此螺旋槳的發(fā)動機；螺旋槳由發(fā)動機驅轉，兩副共垂直軸螺旋槳旋轉方向相反；在機身1 的尾部設置可收張的水平尾翼9及垂直尾翼10，垂直尾翼10帶方向舵或不帶方向舵但設置 垂尾左噴氣口 15和垂尾右噴氣口 16(圖1中垂尾左噴氣口 15向垂直紙里的投影和垂尾右 噴氣口 16重合)；在機身前部設置前左噴氣口 17、前右噴氣口 18(圖1中前左噴氣口 17向 垂直紙里的投影和前右噴氣口 18重合)；在機身內或機身外設置水平推進發(fā)動機，從水平 推進發(fā)動機引壓縮氣體經控制閥門到垂尾左噴氣口 15、垂尾右噴氣口 16、前左噴氣口 17、 前右噴氣口 18 ；在機身外(或機身內)設置一臺水平推進發(fā)動機，如圖1的左視圖3示，此 發(fā)動機由可控制的驅動機13和它驅動的軸14、渦輪11及殼體12組成，發(fā)動機驅動渦輪11 將空氣吸入，并從發(fā)動機的尾噴口噴出，反作用力推飛機前進。實施例二 在實施例一所述新型高速直升飛機的機身1橫向并列設置兩臺或多臺 水平推進發(fā)動機，如圖1的左視圖4示，每一臺均與實施例一所述的水平推進發(fā)動機相同。實施例三將實施例一和例二中所述螺旋槳的發(fā)動機去掉，另外設計有氣道的槳 葉和槳轂、槳軸，氣道通到槳葉的槳尖噴口 ；從水平推進發(fā)動機引壓縮氣體經控制閥門到槳 尖的噴口，壓縮氣體從槳尖噴口噴出，反作用力驅轉螺旋槳。實施例四如圖5示。沿機身19的縱向設置兩組共垂直軸螺旋槳，每一組與實施 例一至實施例三的結構相同；在機身內或機身外可設置一臺或多臺水平推進發(fā)動機；在機 身19的尾部設置垂直尾翼，垂直尾翼帶方向舵或不帶方向舵但設置垂尾左噴氣口 20和垂 尾右噴氣口 21 (圖5中垂尾左噴氣口 20向垂直紙里的投影和垂尾右噴氣口 21重合)；在 機身前部設置前左噴氣口 22、前右噴氣口 23 (圖5中前左噴氣口 22向垂直紙里的投影和前 右噴氣口 23重合)；在機身內或機身外設置水平推進發(fā)動機，從水平推進發(fā)動機引壓縮氣 體經控制閥門到垂尾左噴氣口 20、垂尾右噴氣口 21、前左噴氣口 22、前右噴氣口 23。實施例五對實施例四所述飛機，將前后兩組共軸螺旋槳下方的螺旋槳用同步軸 聯(lián)系或共氣道連通，上方的也同樣做，且使下方的螺旋槳旋轉方向與上方的相反。這樣既能 保證所聯(lián)系的兩螺旋槳旋轉同速，使螺旋槳到固定翼過渡平穩(wěn)，又能保證驅動螺旋槳的發(fā) 動機有一臺發(fā)生故障時維持工作，保證飛行安全。實施例四和實施例五所述的飛機具有共軸式螺旋槳共有的優(yōu)點，還有以下顯著的 優(yōu)點1、實施例四和實施例五所述飛機起飛、飛行、降落的實現(xiàn)同實施例一至實施例五 任一實施例所述的，不同的是機身后部的螺旋槳轉變成固定翼后，其功能充當水平尾翼，因 此不需再設置水平尾翼，減輕了飛機重量，降低成本；對實施例七所述飛機，可以使機身前 部一組螺旋槳同方向旋轉，而機身后部的一組螺旋槳同方向旋轉但與前一組的旋轉方向 反，這樣能使旋轉的螺旋槳對機身產生的轉矩抵消，在螺旋槳到固定翼過渡中也不必操控 垂直尾翼；[0032]2、作重型飛機用，有效載荷與總重量之比值大或者說單位運輸率高；3、重心變化范圍可以較大，飛行更平穩(wěn)。實施例六對實施例一至五所述新型高速直升飛機，其上槳葉2或下槳葉3的形狀 還可做成如圖6所示的馬刀形或如圖7所示的鳥翅形或其它形狀，且設置控制旋轉機構，使 上槳葉2或下槳葉3任一副中的一葉，在旋轉和“固定翼”相互轉變過程中沿槳葉長方向軸 線旋轉180°并鎖定，對矩形槳葉也可以這樣作；對如實施例四和實施例五所述的兩組其 軸式螺旋槳，可以采用同一種的槳葉，或采用不同種的槳葉組合之，組合的方式有多種，但 每一幅螺旋槳的槳葉的形狀相同，如兩組共軸式螺旋槳靠近機身的兩幅螺旋槳的槳葉為同 一種，而遠離機身的另兩幅螺旋槳的槳葉同為另一種。
權利要求1.新型高速直升飛機，其特征是在機身前部設置兩副共垂直軸線螺旋槳，簡稱共垂 直軸螺旋槳，螺旋槳由可控發(fā)動機或壓縮氣體驅轉，螺旋槳的轉停和轉速可控；在機身尾部 設置可收張的水平尾翼或兩副共垂直軸螺旋槳及垂直尾翼，螺旋槳由可控發(fā)動機或壓縮氣 體驅轉，螺旋槳的轉停和轉速可控，垂直尾翼帶方向舵或不帶方向舵但設置垂尾左噴氣口 和垂尾右噴氣口 ；在機身前部設置前左噴氣口、前右噴氣口 ；在機身內或機身外設置水平 推進發(fā)動機，從水平推進發(fā)動機引壓縮氣體經控制閥門到所述所有噴氣口。
2.根據(jù)權利要求1所述新型高速直升飛機，其特征是在機身(1)前部設置兩幅共垂 直軸線螺旋槳，簡稱共垂直軸螺旋槳，槳葉為上漿葉(2)和下漿葉(3)，其典型形狀是矩形 的；上槳葉(2)與空心轉子(5)聯(lián)接組成一副螺旋槳，轉子(5)與定子(6)組成此螺旋槳 的發(fā)動機；下槳葉(3)、轉軸(4)及轉子(7)聯(lián)接組成另一副螺旋槳，轉軸(4)穿過空心轉 子(5)的中孔，轉子(7)與定子(8)組成此螺旋槳的發(fā)動機；螺旋槳由發(fā)動機驅轉，兩副 共垂直軸螺旋槳旋轉方向相反；在機身(1)的尾部設置可收張的水平尾翼(9)及垂直尾 翼(10)，垂直尾翼(10)帶方向舵或不帶方向舵但設置垂尾左噴氣口(15)和垂尾右噴氣口 (16)；在機身前部設置前左噴氣口(17)、前右噴氣口(18)；在機身內或機身外設置水平推 進發(fā)動機，從水平推進發(fā)動機引壓縮氣體經控制閥門到垂尾左噴氣口(15)、垂尾右噴氣口 (16)、前左噴氣口(17)、前右噴氣口(18)；在機身外或機身內設置一臺水平推進發(fā)動機，此 發(fā)動機由可控制的驅動機(13)和它驅動的軸(14)、渦輪(11)及殼體(12)組成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述新型高速直升飛機，其特征是在所述高速直升飛機的機 身(1)橫向并列設置兩臺或多臺水平推進發(fā)動機。
4.根據(jù)權利要求1或2所述新型高速直升飛機，其特征是將所述螺旋槳的發(fā)動機設 計成有氣道的槳葉和槳轂、槳軸，氣道通到槳葉的槳尖噴口 ；從水平推進發(fā)動機引壓縮氣體 經控制閥門到槳尖的噴口。
5.根據(jù)權利要求1或2所述新型高速直升飛機，其特征是沿機身(19)的縱向設置兩 組共垂直軸螺旋槳；在機身內或機身外可設置一臺或多臺水平推進發(fā)動機；在機身(19)的 尾部設置垂直尾翼，垂直尾翼帶方向舵或不帶方向舵但設置垂尾左噴氣口(20)和垂尾右 噴氣口(21)；在機身前部設置前左噴氣口(22)、前右噴氣口(23)；在機身內或機身外設置 水平推進發(fā)動機，從水平推進發(fā)動機引壓縮氣體經控制閥門到垂尾左噴氣口(20)、垂尾右 噴氣口(21)、前左噴氣口(22)、前右噴氣口(23)。
專利摘要新型高速直升飛機，其特征是在流線型機身前部設置兩副共垂直軸線螺旋槳，簡稱共垂直軸螺旋槳，螺旋槳由可控發(fā)動機或壓縮氣體驅轉，螺旋槳的轉停和轉速可控；在機身尾部設置可收張的水平尾翼或兩副共垂直軸螺旋槳及垂直尾翼，螺旋槳由可控發(fā)動機或壓縮氣體驅轉，螺旋槳的轉停和轉速可控，垂直尾翼帶方向舵或不帶方向舵但設置垂尾左噴氣口和垂尾右噴氣口；在機身前部設置前左噴氣口、前右噴氣口；在機身內或機身外設置水平推進發(fā)動機，從水平推進發(fā)動機引壓縮氣體經控制閥門到所述所有噴氣口。所述新型高速直升飛機，飛行速度更高、更機動、航程長、節(jié)能、安全、噪音小。
文檔編號B64C27/10GK201882248SQ20102056991
公開日2011年6月29日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權日2010年10月21日
發(fā)明者劉新廣 申請人:劉新廣