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      一種飛行器的旋翼裝置的制作方法

      文檔序號(hào):4144663閱讀:224來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:一種飛行器的旋翼裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實(shí)用新型涉及飛行器的旋翼裝置,特別是一種可垂直起落的飛行器的旋翼裝置。
      現(xiàn)有的可垂直起落的飛行器的旋翼裝置,如中國(guó)專利號(hào)為“94211560.0”的“飛行器的旋翼裝置”,其旋擺機(jī)構(gòu)是采用圓柱凸輪的結(jié)構(gòu),旋翼只能在0°—90°范圍內(nèi)繞橫軸往復(fù)擺動(dòng),雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕,但由于旋翼的小角度往復(fù)擺動(dòng),因而大大限制了飛行器飛行速度的提高。
      本實(shí)用新型的目的在于提供一種旋翼可繞橫軸旋轉(zhuǎn),飛行速度快,結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單的飛行器的旋翼裝置。
      本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的可垂直起落的飛行器的旋翼裝置,包括旋翼、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、主軸、橫軸、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),旋翼可繞橫軸旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由以主軸為軸心的公轉(zhuǎn)輪、置于公轉(zhuǎn)輪內(nèi)與主軸固接的一個(gè)固定圓錐齒輪及一對(duì)與固定圓錐齒輪90°直角嚙合的行星圓錐齒輪組成,行星圓錐齒輪與固定圓錐齒輪齒數(shù)比為2∶1,橫軸的一端固裝于行星圓錐齒輪上,另一端與旋翼連接;旋翼的數(shù)量至少有兩個(gè)。
      當(dāng)旋翼在行星圓錐齒輪的帶動(dòng)下繞橫軸旋轉(zhuǎn)時(shí),其攻角在不斷地變化,因而旋翼的阻力系數(shù)也在不斷地變化。對(duì)于平板式的旋翼來(lái)說(shuō),在旋翼的長(zhǎng)/寬=5時(shí),阻力系數(shù)CD與攻角α的關(guān)系見下表
      攻角為5°時(shí)的阻力系數(shù)CD5與攻角為90°時(shí)的阻力系數(shù)CD90之比C1=CD90CD5=1.200.05=24,]]>由于CD0<<CD5,所以C2=CD90CD0>>C1]]>從迎風(fēng)的面積來(lái)說(shuō),攻角為90°時(shí)的迎風(fēng)面積A90也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于攻角為0°時(shí)的迎風(fēng)面積A0;根據(jù)阻力D與C0、A的關(guān)系式D=1/2CD·ρ·V0·A(其中V0為來(lái)流速度,ρ為液體密度)可知,攻角在90°時(shí)的阻力D90比攻角在0°時(shí)的阻力D0要大得多,即D90>>D0,從而使得旋翼平板受到一個(gè)很大的與系統(tǒng)所受的重力方向相反的力,以此力克服重力,則旋翼平板得到一個(gè)上升力。
      本實(shí)用新型具有飛行速度快,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,重量輕,適用性廣的優(yōu)點(diǎn)。


      圖1為旋翼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為旋翼位置的變化示意圖;圖3為旋翼裝置組的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為旋翼裝置組在飛機(jī)上安裝位置的示意圖。
      以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述。
      參見
      圖1,旋翼裝置由主軸1、公轉(zhuǎn)輪3、左旋翼4、左橫軸5、左行星圓錐齒輪7、固定圓錐齒輪8、右行星圓錐齒輪9、右橫軸11、右旋翼12構(gòu)成,左橫軸5、右橫軸6及主軸1分別由軸承組6、10及2固裝于公轉(zhuǎn)輪3上。行星圓錐齒輪與固定圓錐齒輪成正交傳動(dòng),其齒數(shù)比為2∶1、主軸1及固定圓錐齒輪8固定不動(dòng),公轉(zhuǎn)輪3由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)駛繞主軸1轉(zhuǎn)動(dòng),公轉(zhuǎn)輪3帶動(dòng)左橫軸5、右橫軸11公轉(zhuǎn),由于左行星圓錐齒輪7、右行星圓錐齒輪9繞固定圓錐齒輪8轉(zhuǎn)動(dòng),使左橫軸5、右橫軸11自轉(zhuǎn)因而帶動(dòng)左旋翼4,右旋翼12繞左橫軸5、右橫軸11旋轉(zhuǎn)。
      參見圖2一、當(dāng)右旋翼12在A點(diǎn)時(shí),左旋翼4在E點(diǎn);此時(shí)右旋翼12的攻角為45°,由于左、右旋翼為橫軸軸對(duì)稱,所以左旋翼4的攻角亦為45°,左旋翼4與右旋翼12的迎風(fēng)面面積相等,所受的阻力也一樣,其阻力差為零,記為fAE,旋翼裝置保持原狀。
      二、當(dāng)公轉(zhuǎn)輪3由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)繞主軸1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于主軸1及固定圓錐齒輪8不動(dòng),右行星圓錐齒輪9在公轉(zhuǎn)輪3的驅(qū)動(dòng)下繞主軸1公轉(zhuǎn)的同時(shí),也沿著固定圓錐齒輪8繞右橫軸11順時(shí)針?lè)较蜃赞D(zhuǎn),因而帶動(dòng)右旋翼12從A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),其攻角減少,迎風(fēng)面積減少,受到的阻力亦減少;與之對(duì)應(yīng)的左行星圓錐齒輪7也在繞主軸1公轉(zhuǎn)的同時(shí)沿著固定圓錐齒輪8繞左橫軸5順時(shí)針?lè)较蜃赞D(zhuǎn),帶動(dòng)左旋翼4從E點(diǎn)向F點(diǎn)運(yùn)動(dòng),從而使左旋翼4的攻角增大,迎風(fēng)面積增大,受到的阻力亦增大,此時(shí),左旋翼4與右旋翼12的阻力差增大,旋翼裝置的右邊受到一個(gè)順時(shí)針?lè)较虻淖饔昧?。?dāng)右行星圓錐齒輪9轉(zhuǎn)過(guò)22.5°時(shí),右旋翼12到達(dá)B點(diǎn),其攻角為22.5°,相應(yīng)地左行星圓錐齒輪7也轉(zhuǎn)過(guò)22.5°角,左旋翼4的攻角增加到67.5°,此時(shí)左、右旋翼的阻力差記為fBF,顯然fBF>fAE。
      三、當(dāng)公轉(zhuǎn)輪3繼續(xù)繞主軸1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)右旋翼12到達(dá)C點(diǎn)時(shí),右旋翼12的攻角減少到0°,它所受到的阻力達(dá)到最小;相應(yīng)地左旋翼4到達(dá)G點(diǎn),左旋翼的攻角增加到90°,其迎風(fēng)面積最大,所受到的阻力最大,因而左、右旋翼之間的阻力差達(dá)到最大,阻力差記為fCG,顯然,fCG>fBF。
      四、當(dāng)公轉(zhuǎn)輪3繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使右旋翼12到達(dá)D點(diǎn)時(shí),右旋翼12的攻角增加到22.5°,其受到的阻力增大,而左旋翼4到達(dá)H點(diǎn),其攻角減少到67.5°,左旋翼4受到的阻力減少,旋翼裝置所受到的順時(shí)針?lè)较虻牧σ矞p少,左、右旋翼的阻力差記為fDH,此時(shí),fDH=fBF。
      五、當(dāng)公轉(zhuǎn)輪3繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使右旋翼12回到A點(diǎn)時(shí),相應(yīng)地左旋翼4也回到E點(diǎn),左、右旋翼的阻力差變?yōu)榱?,旋翼裝置所受到的順時(shí)針?lè)较虻牧σ矠榱?,即回到第一步的初始狀態(tài)。以后,周而復(fù)始,不斷循環(huán)。
      旋翼的位置與公轉(zhuǎn)輪的公轉(zhuǎn)角,行星圓錐齒輪的自轉(zhuǎn)角及旋翼的攻角的關(guān)系見下表
      參見圖3,為抵消左、右旋翼在主軸方向上的力的不平衡,應(yīng)在旋翼裝置的上方再鏡像安裝一副旋翼裝置,構(gòu)成一個(gè)旋翼裝置組。上、下旋翼裝置同向轉(zhuǎn)動(dòng),由同一個(gè)公轉(zhuǎn)輪帶動(dòng),公轉(zhuǎn)方向相同,自轉(zhuǎn)方向相反,使得左上、左下旋翼的主軸軸向力相互抵消,右上、右下旋翼的主軸軸向力相互抵消,從而使旋翼裝置組平穩(wěn)工作。
      參照?qǐng)D4,旋翼裝置組成對(duì)使用,左、右旋翼裝置組分別安裝在飛機(jī)的左、右兩機(jī)翼前方,左、右旋翼裝置組的結(jié)構(gòu)鏡像對(duì)稱。這樣,當(dāng)左、右旋翼裝置組鏡像同步工作時(shí),右旋翼裝置組受到一個(gè)順時(shí)針?lè)较虻南蛏系牧?,左旋翼裝置組受到一個(gè)逆時(shí)針?lè)较虻南蛏系牧Γ瑑尚硌b置組的共同作用,使飛機(jī)獲得一個(gè)向上的升力,達(dá)到不需要跑道就能垂直起飛的目的。
      旋翼裝置中旋翼的數(shù)量至少有兩個(gè),旋翼的形狀除可采用圖中所示的平板形外,還可采用現(xiàn)有的任意形狀的旋翼。
      權(quán)利要求1.一種可垂直起落的飛行器的旋翼裝置,包括旋翼、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、主軸、橫軸、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),其特征在于旋翼可繞橫軸旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由以主軸為軸心的公轉(zhuǎn)輪、置于公轉(zhuǎn)輪內(nèi)與主軸固接的一個(gè)固定圓錐齒輪及一對(duì)與固定圓錐齒輪90°直角嚙合的行星圓錐齒輪組成,行星圓錐齒輪與固定圓錐齒輪齒數(shù)比為2∶1,橫軸的一端固裝于行星圓錐齒輪上,另一端與旋翼連接。
      2.如權(quán)利要求1所述的旋翼裝置,其特征是旋翼的數(shù)量至少有兩個(gè)。
      專利摘要一種飛行器的旋翼裝置,由旋翼、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、主軸、橫軸、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成,旋翼可繞橫軸旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括公轉(zhuǎn)輪,在公轉(zhuǎn)輪內(nèi)的一個(gè)固定圓錐齒輪及一對(duì)與固定圓錐齒輪90°直角嚙合的行星圓錐齒輪,本旋翼裝置具有飛行速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、重量輕、適用性廣的優(yōu)點(diǎn)。
      文檔編號(hào)B64C27/08GK2234915SQ9522060
      公開日1996年9月11日 申請(qǐng)日期1995年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月19日
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