專利名稱：一種共軸式雙旋翼直升機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于航空飛行器的技術(shù)領(lǐng)域，涉及直升飛機(jī)的技術(shù)，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種共軸式雙旋翼直升機(jī)。
背景技術(shù)：
直升機(jī)是一種由旋翼產(chǎn)生升力和推進(jìn)力而進(jìn)行飛行的航空器，與固定翼飛機(jī)相比，其重要特點(diǎn)在于，直升機(jī)可以實(shí)現(xiàn)空中懸停。主要有單旋翼直升機(jī)和雙旋翼直升機(jī)兩種類型單旋翼直升機(jī)一般采用尾槳來抵消主旋翼產(chǎn)生的反扭矩。單旋翼帶尾槳直升機(jī)的一個(gè)突出問題是其自身的不穩(wěn)定性。單旋翼直升機(jī)繞旋翼軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，一般完全依賴尾槳來平衡反扭矩。尾槳是單旋翼直升機(jī)飛行安全的最大挑戰(zhàn)，主旋翼失去動(dòng)力，直升機(jī)還可以自旋著陸；但尾槳一旦失去動(dòng)力，那直升機(jī)就要打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，失去控制。另外，尾槳還耗用相當(dāng)一部分的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。雙旋翼直升機(jī)采用兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的旋翼，按其排列方式，可分為縱列式、橫列式、 交叉式和共軸式四大類型。共軸式雙旋翼直升機(jī)藥基本特征是兩副完全相同的旋翼，一上一下安裝在同一根旋翼軸上，兩旋翼間有一定間距。兩副旋翼的旋轉(zhuǎn)方向相反，它們的反扭矩可以互相抵消。這樣，就用不著再裝尾槳了。直升機(jī)的航向操縱靠上下兩旋翼總距的差動(dòng)變化來完成。共軸式雙旋翼直升機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的全部功率都用來驅(qū)動(dòng)旋翼，空氣動(dòng)力對(duì)稱，懸停效率高，機(jī)械振動(dòng)小，噪聲低。這種直升機(jī)可以采用無尾槳的結(jié)構(gòu)，所以也就不需要裝長(zhǎng)長(zhǎng)的尾梁，機(jī)身長(zhǎng)度也可以大大縮短。共軸式雙旋翼直升機(jī)的主要缺點(diǎn)是操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜。而且由于飛行時(shí)前行槳葉和后行槳葉產(chǎn)生的非對(duì)稱升力，上下旋翼的旋轉(zhuǎn)平面有在一側(cè)發(fā)生交會(huì)造成槳葉碰撞的危險(xiǎn)。 另外，兩副旋翼的廢阻面積較大，這樣就限制了直升機(jī)的最大平飛速度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種共軸式雙旋翼直升機(jī)，其目的是減少上下旋翼碰撞的危險(xiǎn)， 同時(shí)具有較小的廢阻面積并進(jìn)而獲得較高的升力系數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為本實(shí)用新型所提供的共軸式雙旋翼直升機(jī)，包括安裝在機(jī)身上部的旋翼軸，所述旋翼軸包括外轉(zhuǎn)軸和內(nèi)轉(zhuǎn)軸，所述旋翼軸上設(shè)有上旋翼和下旋翼，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸和外轉(zhuǎn)軸之間通過軸承相互連接，所述的上旋翼安裝在所述的內(nèi)轉(zhuǎn)軸上，所述的下旋翼安裝在所述的外轉(zhuǎn)軸上；所述上旋翼的漿葉長(zhǎng)度小于下旋翼的槳葉的長(zhǎng)度。所述的上旋翼在所述的內(nèi)轉(zhuǎn)軸上通過槳轂安裝回轉(zhuǎn)方向均勻分布的四個(gè)槳葉；所述的下旋翼在所述外轉(zhuǎn)軸上通過槳轂安裝回轉(zhuǎn)方向均勻分布的三個(gè)槳葉。所述上旋翼、下旋翼之間的槳距分別通過上旋翼自動(dòng)傾斜器、下旋翼自動(dòng)傾斜器控制，所述上旋翼自動(dòng)傾斜器安裝在上旋翼和下旋翼之間，所述下旋翼自動(dòng)傾斜器安裝在下旋翼的下部。所述外轉(zhuǎn)軸和內(nèi)轉(zhuǎn)軸分別由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過不同傳動(dòng)比的動(dòng)力傳輸裝置驅(qū)動(dòng)。所述的上旋翼自動(dòng)傾斜器、下旋翼自動(dòng)傾斜器的結(jié)構(gòu)相同，均由球形鉸鏈或萬向節(jié)、內(nèi)環(huán)、外環(huán)、扭力臂及若干拉桿組成。所述的發(fā)動(dòng)機(jī)至外轉(zhuǎn)軸的傳動(dòng)比大于發(fā)動(dòng)機(jī)至內(nèi)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)比。所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上安裝第一錐形齒輪，且所述第一錐形齒輪分別與外傳動(dòng)軸錐形齒輪及內(nèi)傳動(dòng)軸錐形齒輪相嚙合，所述的外傳動(dòng)軸錐形齒輪通過同軸安裝的圓柱齒輪與安裝在外轉(zhuǎn)軸上的外轉(zhuǎn)軸齒輪傳動(dòng)連接；所述的內(nèi)傳動(dòng)軸錐形齒輪通過同軸安裝的圓柱齒輪與安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)轉(zhuǎn)軸齒輪傳動(dòng)連接。所述的共軸式雙旋翼直升機(jī)設(shè)有尾槳，所述的尾槳為涵道式尾槳，其結(jié)構(gòu)是將尾漿槳葉嵌入機(jī)尾的涵道內(nèi)，所述的涵道的貫通方向?yàn)榇怪庇谥鄙龣C(jī)機(jī)身的縱剖面。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過對(duì)上旋翼槳葉的長(zhǎng)度、數(shù)量、旋轉(zhuǎn)速度、材質(zhì)的進(jìn)行的實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，使得操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免了發(fā)生上下旋翼干涉造成槳葉碰撞的危險(xiǎn)，同時(shí)兩副旋翼的廢阻面積較小，提高了直升機(jī)的上升動(dòng)力、最大平飛速度和直升機(jī)的綜合性能。

下面對(duì)本說明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說明圖1為本實(shí)用新型中的上、下旋翼的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中上、下旋翼自動(dòng)傾斜器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型中的傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記為1、外轉(zhuǎn)軸，2、內(nèi)轉(zhuǎn)軸，3、上旋翼，4、下旋翼，5、上旋翼自動(dòng)傾斜器，6、下旋翼自動(dòng)傾斜器，7、第一錐形齒輪,8、外傳動(dòng)軸錐形齒輪,9、內(nèi)傳動(dòng)軸錐形齒輪,10、外轉(zhuǎn)軸齒輪,11、外轉(zhuǎn)軸齒輪。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖1、圖2和圖3所表達(dá)的本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，為一種共軸式雙旋翼直升機(jī)，包括安裝在機(jī)身上部的旋翼軸，所述旋翼軸包括外轉(zhuǎn)軸1和內(nèi)轉(zhuǎn)軸2，所述旋翼軸上設(shè)有上旋翼 3和下旋翼4，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸2和外轉(zhuǎn)軸1之間通過軸承相互連接，所述的上旋翼3安裝在所述的內(nèi)轉(zhuǎn)軸2上，所述的下旋翼4安裝在所述的外轉(zhuǎn)軸1上。由于下旋翼4所產(chǎn)生的扭矩的相當(dāng)一部分被上旋翼3的扭矩所平衡，共軸式雙旋翼直升機(jī)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大大小于普通單旋翼帶尾槳直升機(jī)，這樣不但提高了直升機(jī)的穩(wěn)定性，而且減少了克服直升機(jī)的反向扭矩所需的尾槳功率，特別適合性能好但功率受尺寸限制的涵道式尾槳的使用。[0027]為了解決在本說明書背景技術(shù)部分所述的目前公知技術(shù)存在的問題并克服其缺陷，實(shí)現(xiàn)減少上下旋翼碰撞的危險(xiǎn)，同時(shí)具有較小的廢阻面積并進(jìn)而獲得較高的升力系數(shù)的發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型所提供的共軸式雙旋翼直升機(jī)，所述上旋翼3的漿葉長(zhǎng)度小于下旋翼4的槳葉的長(zhǎng)度。與普通單旋翼帶尾槳直升機(jī)相比，上旋翼3的使用，能有效地提高直升機(jī)的爬升性能。反過來看，在同樣的升力設(shè)計(jì)要求下，長(zhǎng)度不等的共軸式雙旋翼直升機(jī)的下旋翼4可以比普通單旋翼帶尾槳直升機(jī)的旋翼做得短。長(zhǎng)度不等的共軸式雙旋翼直升機(jī)的具體飛行駕駛操作與普通單旋翼帶尾槳直升機(jī)基本相同。實(shí)際上，長(zhǎng)度不等的共軸式雙旋翼直升機(jī)可以最大限度地利用現(xiàn)有的單旋翼直升機(jī)技術(shù)，在不需要作很大技術(shù)改進(jìn)的情況下，提高直升機(jī)的綜合性能。所述的上旋翼3在所述的內(nèi)轉(zhuǎn)軸2上通過槳轂安裝均勻分布的四個(gè)槳葉；所述的下旋翼4在所述外轉(zhuǎn)軸1上通過槳轂安裝均勻分布的三個(gè)槳葉。通過增加上旋翼3的槳葉數(shù)量來提高旋翼實(shí)際面積，也可以使上旋翼3在其槳盤面積內(nèi)產(chǎn)生的升力比同等面積內(nèi)下旋翼4所產(chǎn)生的升力大。所述上旋翼3、下旋翼4之間的槳距分別通過上旋翼自動(dòng)傾斜器5、下旋翼自動(dòng)傾斜器6控制，所述上旋翼自動(dòng)傾斜器5安裝在上旋翼3和下旋翼4之間，所述下旋翼自動(dòng)傾斜器6安裝在下旋翼4的下部。所述的上旋翼自動(dòng)傾斜器5、下旋翼自動(dòng)傾斜器6的結(jié)構(gòu)相同，均由球形鉸鏈或萬向節(jié)、內(nèi)環(huán)、外環(huán)、扭力臂及若干拉桿組成。所述的上旋翼自動(dòng)傾斜器5、下旋翼自動(dòng)傾斜器6的結(jié)構(gòu)原理與普通單旋翼帶尾槳直升機(jī)的自動(dòng)傾斜器基本相同。自動(dòng)傾斜器的內(nèi)環(huán)和外環(huán)則通過軸承連接，內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間可以自由滑動(dòng)。上旋翼自動(dòng)傾斜器5的內(nèi)環(huán)通過扭力臂與內(nèi)轉(zhuǎn)軸2相連，隨之同步旋轉(zhuǎn)，并通過變距拉桿與上旋翼3的槳葉的變距搖臂相連。下旋翼自動(dòng)傾斜器6的內(nèi)環(huán)則通過操縱拉桿和總距套筒與駕駛艙中的駕駛桿和總距桿相連。上旋翼自動(dòng)傾斜器5、下旋翼自動(dòng)傾斜器6的外環(huán)都分別通過扭力臂與外轉(zhuǎn)軸1相連，隨外轉(zhuǎn)軸1同步旋轉(zhuǎn)，并有若干等長(zhǎng)撐桿將它們相連，以使上旋翼自動(dòng)傾斜器5、下旋翼自動(dòng)傾斜器6實(shí)現(xiàn)同步升降、同步傾斜， 始終保持平行狀態(tài)。下旋翼自動(dòng)傾斜器6的外環(huán)還通過變距拉桿與下旋翼4的槳葉的變距搖臂相連。與普通單旋翼帶尾槳直升機(jī)一樣，直升機(jī)的前后和左右方向的飛行運(yùn)動(dòng)通過周期變距操縱來實(shí)現(xiàn)，直升機(jī)隨之上升或下降通過總距操縱來實(shí)現(xiàn)。所述外轉(zhuǎn)軸1和內(nèi)轉(zhuǎn)軸2分別由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過不同傳動(dòng)比的動(dòng)力傳輸裝置驅(qū)動(dòng)。所述的發(fā)動(dòng)機(jī)至外轉(zhuǎn)軸1的傳動(dòng)比大于發(fā)動(dòng)機(jī)至內(nèi)轉(zhuǎn)軸2傳動(dòng)比。即上旋翼3的轉(zhuǎn)速大于下旋翼4的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)，較短的上旋翼3的槳葉的旋轉(zhuǎn)速度可以比下旋翼4的漿葉快，因此上旋翼3在其槳葉旋轉(zhuǎn)的槳盤面積內(nèi)產(chǎn)生的升力要比同等面積內(nèi)下旋翼4所產(chǎn)生的升力大。在懸停時(shí)，上旋翼3的尾流會(huì)使上旋翼3的向下氣流向內(nèi)收斂，所以下旋翼4受上旋翼3影響的面積實(shí)際上要小于上旋翼3的槳盤面積，因而上旋翼3、下旋翼 4的有效槳盤面積之和大于下旋翼4的槳盤面積。[0040]所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上安裝第一錐形齒輪7，且所述第一錐形齒輪7分別與外傳動(dòng)軸錐形齒輪8及內(nèi)傳動(dòng)軸錐形齒輪9相嚙合，所述的外傳動(dòng)軸錐形齒輪8通過同軸安裝的圓柱齒輪與安裝在外轉(zhuǎn)軸1上的外轉(zhuǎn)軸齒輪10傳動(dòng)連接；所述的內(nèi)傳動(dòng)軸錐形齒輪9通過同軸安裝的圓柱齒輪與安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)軸2上的內(nèi)轉(zhuǎn)軸齒輪11傳動(dòng)連接。通過第一錐形齒輪7、將發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)分兩路傳遞給外轉(zhuǎn)軸1和內(nèi)轉(zhuǎn)軸2，并且通過不同的傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速需要。顯然，在圖3中，兩個(gè)傳動(dòng)比是不相同的。所述的共軸式雙旋翼直升機(jī)設(shè)有尾槳，所述的尾槳為涵道式尾槳，其結(jié)構(gòu)是將尾漿槳葉嵌入機(jī)尾的涵道內(nèi)，所述的涵道的貫通方向?yàn)榇怪庇谥鄙龣C(jī)機(jī)身的縱剖面。直升機(jī)的航向則通過尾槳來控制。由于尾槳的使用，長(zhǎng)度不等的共軸式雙旋翼直升機(jī)不需要現(xiàn)有的共軸式雙旋翼直升機(jī)復(fù)雜的航向控制系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)尾槳的驅(qū)動(dòng)與常規(guī)單旋翼帶尾槳的直升機(jī)相同。涵道式尾槳的主要優(yōu)點(diǎn)是其槳葉在嵌入機(jī)尾的涵道內(nèi)，受外界氣流干擾影響較小，噪聲低，且不易發(fā)生傷人、撞物的事故，貼地飛行時(shí)十分安全。涵道式尾槳的主要缺點(diǎn)是增加了機(jī)尾的尺寸。尾部尺寸太大會(huì)影響飛機(jī)的整體性能，但是涵道式尾槳做的太小，其輸出功率或反向推力往往又不能滿足一般單旋翼直升機(jī)的要求。由于本實(shí)用新型所提供的長(zhǎng)度不等的雙旋翼共軸式直升機(jī)的反向扭矩相對(duì)較小，特別適合于涵道式尾槳的使用。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過上、下旋翼槳葉的長(zhǎng)度、數(shù)量、旋轉(zhuǎn)速度、材質(zhì)的進(jìn)行改進(jìn)，操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免了上、下旋翼發(fā)生干涉、造成槳葉碰撞的危險(xiǎn)，同時(shí)兩副旋翼的廢阻面積較小，提高了直升機(jī)的最大平飛速度和直升機(jī)的綜合性能。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種共軸式雙旋翼直升機(jī)，包括安裝在機(jī)身上部的旋翼軸，所述旋翼軸包括外轉(zhuǎn)軸(1)和內(nèi)轉(zhuǎn)軸(2)，所述旋翼軸上設(shè)有上旋翼(3)和下旋翼(4)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(2)和外轉(zhuǎn)軸 ⑴之間通過軸承相互連接，所述的上旋翼⑶安裝在所述的內(nèi)轉(zhuǎn)軸⑵上，所述的下旋翼(4)安裝在所述的外轉(zhuǎn)軸(1)上；其特征在于所述上旋翼(3)的漿葉長(zhǎng)度小于下旋翼(4)的槳葉的長(zhǎng)度。
2.按照權(quán)利要求1所述的共軸式雙旋翼直升機(jī)，其特征在于所述的上旋翼(3)在所述的內(nèi)轉(zhuǎn)軸(2)上通過槳轂安裝回轉(zhuǎn)方向均勻分布的四個(gè)槳葉；所述的下旋翼(4)在所述外轉(zhuǎn)軸(1)上通過槳轂安裝回轉(zhuǎn)方向均勻分布的三個(gè)槳葉。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的共軸式雙旋翼直升機(jī)，其特征在于所述上旋翼(3)、下旋翼⑷之間的槳距分別通過上旋翼自動(dòng)傾斜器(5)、下旋翼自動(dòng)傾斜器(6)控制，所述上旋翼自動(dòng)傾斜器(5)安裝在上旋翼(3)和下旋翼⑷之間，所述下旋翼自動(dòng)傾斜器(6)安裝在下旋翼(4)的下部。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的共軸式雙旋翼直升機(jī)，其特征在于所述外轉(zhuǎn)軸(1)和內(nèi)轉(zhuǎn)軸(2)分別由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過不同傳動(dòng)比的動(dòng)力傳輸裝置驅(qū)動(dòng)。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的共軸式雙旋翼直升機(jī)，其特征在于所述的上旋翼自動(dòng)傾斜器(5)、下旋翼自動(dòng)傾斜器(6)的結(jié)構(gòu)相同，均由球形鉸鏈或萬向節(jié)、內(nèi)環(huán)、外環(huán)、扭力臂及若干拉桿組成。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的共軸式雙旋翼直升機(jī)，其特征在于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)至外轉(zhuǎn)軸(1)的傳動(dòng)比大于發(fā)動(dòng)機(jī)至內(nèi)轉(zhuǎn)軸(2)傳動(dòng)比。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的共軸式雙旋翼直升機(jī)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上安裝第一錐形齒輪(7)，且所述第一錐形齒輪(7)分別與外傳動(dòng)軸錐形齒輪(8)及內(nèi)傳動(dòng)軸錐形齒輪(9)相嚙合，所述的外傳動(dòng)軸錐形齒輪(8)通過同軸安裝的圓柱齒輪與安裝在外轉(zhuǎn)軸(1)上的外轉(zhuǎn)軸齒輪(10)傳動(dòng)連接；所述的內(nèi)傳動(dòng)軸錐形齒輪(9)通過同軸安裝的圓柱齒輪與安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)軸(2)上的內(nèi)轉(zhuǎn)軸齒輪(11)傳動(dòng)連接。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的共軸式雙旋翼直升機(jī)，其特征在于所述的共軸式雙旋翼直升機(jī)設(shè)有尾槳，所述的尾槳為涵道式尾槳，其結(jié)構(gòu)是將尾漿槳葉嵌入機(jī)尾的涵道內(nèi)，所述的涵道的貫通方向垂直于直升機(jī)機(jī)身的縱剖面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種共軸式雙旋翼直升機(jī)，包括安裝在機(jī)身上部的旋翼軸，所述旋翼軸包括外轉(zhuǎn)軸和內(nèi)轉(zhuǎn)軸，所述旋翼軸上設(shè)有上旋翼和下旋翼，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸和外轉(zhuǎn)軸之間通過軸承相互連接，上旋翼安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)軸上，下旋翼安裝在外轉(zhuǎn)軸上；上旋翼的漿葉長(zhǎng)度小于下旋翼的槳葉的長(zhǎng)度。上旋翼為四個(gè)槳葉；下旋翼為三個(gè)槳葉。采用上述技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過對(duì)上旋翼槳葉的長(zhǎng)度、數(shù)量、旋轉(zhuǎn)速度、材質(zhì)的進(jìn)行的實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，使得操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免了發(fā)生上下旋翼干涉造成槳葉碰撞的危險(xiǎn)，同時(shí)兩副旋翼的廢阻面積較小，提高了直升機(jī)的上升動(dòng)力、最大平飛速度和直升機(jī)的綜合性能。
文檔編號(hào)B64C27/72GK202345911SQ20112044835
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者李強(qiáng), 李杏健, 李杏康 申請(qǐng)人:李杏健