噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身相對(duì)于飛機(jī)機(jī)身的角度的靈活改變的制作方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及噴氣式飛機(jī)中噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身方向相對(duì)于飛機(jī)機(jī)身方向的靈活轉(zhuǎn)向。【背景技術(shù)】:
[0002]我國(guó)國(guó)力正在快速增強(qiáng)中，遼寧艦的正式服役標(biāo)志著我國(guó)大型水面艦艇的建造技術(shù)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍，這是我們中華民族引以為自豪的，其實(shí)航空母艦建設(shè)的原因最主要是，得到較長(zhǎng)跑道以利于戰(zhàn)斗機(jī)起降。航母其實(shí)也有它的弱點(diǎn):1，耗電量太大，遼寧艦正常使用時(shí)，每天的耗電量相當(dāng)于一個(gè)中等城市的一天的耗電量；2，航母及大型水面艦艇目標(biāo)太大，容易受到攻擊；3，要求造船的技術(shù)高，消耗的資源大。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]為了克服航母的這些缺點(diǎn)，世界各國(guó)紛紛研究垂直起降的戰(zhàn)斗機(jī)，如俄羅斯的雅克-38垂直起降的攻擊機(jī)、英國(guó)的鷂式戰(zhàn)斗機(jī)、美國(guó)的F-35B戰(zhàn)斗機(jī)。本發(fā)明既是一種噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身相對(duì)于飛機(jī)機(jī)身的靈活轉(zhuǎn)向。本發(fā)明的應(yīng)用，可以使飛機(jī)能夠垂直起降，并且可以在空中懸停，前后飛行以及側(cè)飛。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]在飛機(jī)兩側(cè)各裝有一套或兩套可以改變方向的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)與垂直于主軸的副軸垂直相連，主軸與飛機(jī)的機(jī)翼平行，與飛機(jī)軸線垂直，主軸、副軸都可轉(zhuǎn)動(dòng)并受飛機(jī)控制系統(tǒng)的控制。當(dāng)飛機(jī)垂直于地面起飛和著陸時(shí)，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)垂直于地面并且發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口向下，為了掌握好平衡，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口可以向前下方或向后下方傾斜，如同魚鷹運(yùn)輸機(jī)一樣，不同的是魚鷹運(yùn)輸機(jī)靠的是旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)提供向上或向前的拉力，而本發(fā)明是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)提供向上或向前的推力，它們的作用點(diǎn)都在平行于機(jī)翼的主軸上，故它們的飛行原理是一樣的。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
[0007]1.當(dāng)這種發(fā)明被應(yīng)用于運(yùn)輸機(jī)時(shí)，它會(huì)向魚鷹運(yùn)輸機(jī)一樣，可以垂直起飛和著陸，可以在空中懸停，前后飛行和側(cè)飛，因?yàn)樗膭?dòng)力是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，所以這種飛機(jī)的載重量應(yīng)較大，飛行速度會(huì)更快，因?yàn)樗粫?huì)像螺旋槳飛機(jī)產(chǎn)生“激波阻力”以及“螺旋槳失速”現(xiàn)象。這種飛機(jī)可應(yīng)用于運(yùn)送兵力和物資、救援等。
[0008]2.當(dāng)這種發(fā)明被應(yīng)用在客機(jī)上時(shí)，可使用較小機(jī)場(chǎng)起降，飛機(jī)的安全性會(huì)更高，因?yàn)榻德淝八梢栽诳罩袘彝?，飛行員可以更好把控飛機(jī)降落的時(shí)間和地點(diǎn)。
[0009]3.當(dāng)這種發(fā)明應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)時(shí)，最大的好處是它能夠垂直起降，可以應(yīng)用在中等甚至于小型艦船上，當(dāng)然大型航母更能使用，緊急情況下很多飛機(jī)可以同時(shí)起飛，不使用彈射器，給航母節(jié)省了寶貴的空間。
【附圖說明】
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[0010]圖1是雙噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)輸機(jī)示意圖
[0011]圖2是四噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī)示意圖
[0012]圖3是兩發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)同一個(gè)軸連接，兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)平行
[0013]圖4是固定在機(jī)翼底部機(jī)翼前緣的發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)翼的連接的一種方法
[0014]圖5是四噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)示意圖
[0015]圖6是飛機(jī)操縱桿位置的變化示意圖
[0016]圖7是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)與主軸、副軸連接示意圖
[0017]圖8是操縱桿位置變化引發(fā)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)位置變化過程示意圖
[0018]圖中101、102發(fā)動(dòng)機(jī)可采用圖3方式連接于機(jī)翼兩側(cè)，連接兩發(fā)動(dòng)機(jī)的軸置于機(jī)翼當(dāng)中；201、202發(fā)動(dòng)機(jī)可采取圖4方式與機(jī)翼連接；203、204發(fā)動(dòng)機(jī)可采取圖3方式連接在機(jī)翼兩側(cè)，連接兩發(fā)動(dòng)機(jī)的軸置于機(jī)翼中；401、402是連接發(fā)動(dòng)機(jī)的活動(dòng)件，其中一端固定于機(jī)翼前緣下端靠前一點(diǎn)，以便于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)垂直于地面時(shí)與機(jī)翼不相碰撞；另一端則可以連接油壓千斤頂?shù)妊b置，用以改變發(fā)動(dòng)機(jī)的角度。發(fā)動(dòng)機(jī)501、502與軸的連接可以采取圖3的方式，連接發(fā)動(dòng)機(jī)的軸置于飛機(jī)的主機(jī)翼中。發(fā)動(dòng)機(jī)503、504與軸的連接可以采用圖7的方式，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)可以較大范圍改變方向。601是飛機(jī)操縱桿手柄，602是飛機(jī)操縱桿的根部，603、604是相互垂直的兩個(gè)平面，其中604與機(jī)翼和水平尾翼平行，603通過飛機(jī)軸向并與604垂直。701是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，702是帶有齒輪的副軸，副軸(702)垂直于主軸(705)，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(701)與副軸(702)垂直連接，703是與702咬合的傳動(dòng)齒輪，704是電機(jī)，它的正反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)多大角度由飛機(jī)控制系統(tǒng)控制，705是飛機(jī)的主軸。
【具體實(shí)施方式】
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[0019]圖1是雙噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)輸機(jī)示意圖。當(dāng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口朝向下方時(shí)，根據(jù)牛頓第三定律，飛機(jī)得到一個(gè)向上的反作用力，此時(shí)飛機(jī)的升力如果大于重力時(shí)，飛機(jī)垂直起飛，當(dāng)飛機(jī)飛到一定的高度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口逐漸旋轉(zhuǎn)到后下方，此時(shí)飛機(jī)得到一個(gè)向前上方的力，力的作用點(diǎn)在支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸上，根據(jù)力的分解，此時(shí)有一個(gè)向上的力，和一個(gè)向前的力，向上的力使飛機(jī)可以用于克服飛機(jī)自身的重力，向前的力，使飛機(jī)向前運(yùn)行，當(dāng)飛機(jī)向前飛行的速度足夠快時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身與飛機(jī)機(jī)身基本平行，此時(shí)的飛機(jī)與固定翼飛機(jī)無異，它的飛行機(jī)理與魚鷹運(yùn)輸機(jī)基本相同，魚鷹運(yùn)輸機(jī)的動(dòng)力是靠螺旋槳，本發(fā)明中的運(yùn)輸機(jī)的動(dòng)力是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，它們的不同點(diǎn)是:一個(gè)是向斜上方的“拉力”，一個(gè)是向斜上方的“推力”，它們的力大小、方向、作用點(diǎn)可以完全一樣。理所當(dāng)然本發(fā)明的飛機(jī)還可以完成懸停、后飛、甚至于側(cè)飛。即魚鷹運(yùn)輸機(jī)有的優(yōu)點(diǎn)它都有，魚鷹運(yùn)輸機(jī)沒有的優(yōu)點(diǎn)它有嗎？由于它不會(huì)產(chǎn)生“激波阻力”和“失速”現(xiàn)象，所以它的時(shí)速可以比魚鷹運(yùn)輸機(jī)更高。它的載重量也應(yīng)該比魚鷹運(yùn)輸機(jī)大得多。如是，它有可能改變戰(zhàn)場(chǎng)上的勝負(fù)情況。
[0020]運(yùn)輸機(jī)還可以設(shè)計(jì)成四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，原理與上相同。
[0021]圖2是四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī)，前兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是201、202，它們與軸的連接可以采取圖4的結(jié)構(gòu)，即發(fā)動(dòng)機(jī)的一端固定于機(jī)翼前緣下端設(shè)置的軸上，發(fā)動(dòng)機(jī)的另一端與油壓千斤頂通過活動(dòng)零件相連，連接發(fā)動(dòng)機(jī)201、202的兩個(gè)軸，雖然是斷開的，但一定在一條直線上，可以控制飛機(jī)使兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)旋轉(zhuǎn)出同一種角度，這樣的安排發(fā)動(dòng)機(jī)噴口向后、向后下方、向下、向前下方擺放時(shí)，不至于碰到機(jī)翼前緣而且同步。后兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)203、204的連接方式與圖1中的一樣，原理大同小異。這里不再贅述。
[0022]圖5所示是一款能垂直起降并具有“矢量飛機(jī)”功能的戰(zhàn)斗機(jī)示意圖，前兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)與軸的位置關(guān)系、與機(jī)翼的位置關(guān)系與圖1中的一樣，后面兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)與軸的連接如圖7所示，發(fā)動(dòng)機(jī)與垂直于主軸的副軸垂直相連，不難看出這樣的連接，可以使噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴口朝向任何一個(gè)方向。
[0023]戰(zhàn)斗機(jī)的垂直起降、空中懸停、前后飛行以及側(cè)飛與前面的相似。關(guān)鍵是這種戰(zhàn)斗機(jī)具有矢量飛機(jī)的功能。因?yàn)樗暮髢蓚€(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口可以向不同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)以產(chǎn)生不同方向的加速度。一般的矢量飛機(jī)是通過噴嘴偏轉(zhuǎn)利用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力獲得多余的控制力矩實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的姿態(tài)控制。本發(fā)明雖然噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不是矢量的，但可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)本身的各種角度的偏轉(zhuǎn)以達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)噴口方向的偏轉(zhuǎn)，達(dá)到使飛機(jī)具有矢量飛機(jī)所具備的功能。
[0024]考慮到飛行員在緊急情況下操作更需要簡(jiǎn)潔、快速、直觀、不易出錯(cuò)，這種戰(zhàn)斗機(jī)后兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)方向的操控，采用操縱桿設(shè)計(jì)，即操縱桿手柄平時(shí)沖前，操縱桿平放，此時(shí)后兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)噴口向后，發(fā)動(dòng)機(jī)的中心軸與飛機(jī)的軸平行(這是飛機(jī)起飛后，速度達(dá)到一定時(shí)，形成固定翼飛機(jī)的飛行姿態(tài))，當(dāng)緊急情況下，飛行員想要飛機(jī)獲得一個(gè)額外的力矩的時(shí)候，飛行員可將操縱桿擺放一種姿勢(shì)(方向)，此種姿勢(shì)完全和后兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的姿勢(shì)(方向)相同，此時(shí)操縱桿手柄代表發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口，操縱桿的根部代表發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口，即，想讓兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)噴口朝向哪個(gè)方向，很直觀，不易出錯(cuò)。圖6所示，飛行員使操縱桿向右上方傾斜，代表想讓飛機(jī)后兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口朝向飛機(jī)的左下方，操縱桿的位置是，與飛機(jī)機(jī)翼以及水平尾翼平行的平面的夾角是:A，與經(jīng)過飛機(jī)軸向并垂直于前后機(jī)翼的夾角是:B操縱桿所旋轉(zhuǎn)的角度(A、B)通過飛機(jī)上的儀器或計(jì)算機(jī)算出，通過控制系統(tǒng)，主軸(705)旋轉(zhuǎn)A角，副軸(702)旋轉(zhuǎn)B角。最終結(jié)果，操縱桿的方向與噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的方向一致。整個(gè)過程如圖8所示。
[0025]其它如戰(zhàn)斗機(jī)的起降、懸停、前后飛行以及側(cè)飛道理和魚鷹運(yùn)輸機(jī)一樣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)身(701)與副軸(702)垂直連接，副軸(702)與主軸(705)垂直連接，主軸(705)、副軸(702)都可以轉(zhuǎn)動(dòng)，而且主軸(705)與機(jī)翼平行，這樣的連接其特征在于，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(701)機(jī)身相對(duì)于飛機(jī)機(jī)身可以變換成各種不同的角度。
2.權(quán)利要求1中提到的主軸(705)與副軸(702)，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)可以由電機(jī)帶動(dòng)，電機(jī)的工作受飛機(jī)控制系統(tǒng)控制。
3.權(quán)利要求1中提到的副軸(702)，根據(jù)需要可以省去不用，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)身(701)與主軸(705)垂直相連，其特征在于，當(dāng)主軸(705)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身(701)繞主軸(705)轉(zhuǎn)動(dòng)，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口可以朝向下方、前下方、后下方以及后方。
4.權(quán)利要求1中提到的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸(705)，可以是一根完整的，也可以是斷開的，但斷開的兩個(gè)軸一定要在一條直線上，以便于飛機(jī)兩側(cè)主軸(705)兩端噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是對(duì)稱排列，其特征在于，當(dāng)兩個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，方向會(huì)保持一致。
【專利摘要】本發(fā)明涉及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身相對(duì)于飛機(jī)機(jī)身的角度的靈活改變。將本發(fā)明應(yīng)用于運(yùn)輸機(jī)上，可以使運(yùn)輸機(jī)能夠垂直起降、前后飛行、空中懸停、以及能夠側(cè)飛，飛行原理與魚鷹運(yùn)輸機(jī)相同，因?yàn)樗鼈兊牟煌c(diǎn)只是提供的動(dòng)力不同，一個(gè)是螺旋槳提供的拉力，一個(gè)是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)提供的推力，它們的大小、方向、作用點(diǎn)都可以相同。這種飛機(jī)的時(shí)速可以比魚鷹運(yùn)輸機(jī)快很多，它的載重量也比魚鷹運(yùn)輸機(jī)大得多。它可以改變戰(zhàn)場(chǎng)上的力量對(duì)比。如果本發(fā)明應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)，由于它可以垂直起降，故它可以應(yīng)用在中型或小型艦船上，這樣會(huì)引起我軍戰(zhàn)力的大幅提高；如果應(yīng)用在航母上，可以不使用彈射器，給航母節(jié)省了寶貴的空間。
【IPC分類】B64D27-18
【公開號(hào)】CN104554733
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310484796
【發(fā)明人】姜文睿, 姜世駿, 蔡鴻英
【申請(qǐng)人】姜文睿, 姜世駿, 蔡鴻英
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月14日