[发明专利]变翼直升机

说明书

本发明属飞行器类。如图1.

传统飞机的升力是由空气流过机翼上下面的速度差产生的，因而需要二者 具有足够的相对速度。既限制了飞机的起降性能；也增加了技术材料成本和操 纵难度。扑翼机利用空气对机翼的反作用力产生垂直升力；但往往因机翼抬起 时产生的负升力与升力相互抵消而不堪实用。

本发明意在设计一种装置，能够产生与飞行器姿态同步的力和相关的作动 变量，通过连动装置和变翼作动件，控制机翼角度的变化，使翼板与气流作相 对运动时气流对翼面的正向(向上)作用力始终大于负向(向下)作用力。因 该升力与飞行器的水平速度无关，故该发明能使飞行器据有垂直或短距起降的 功能。这一装置的名称叫“变翼驱动器”；该飞行器称之为“变翼直升机”。

技术说明

一变翼驱动器

图2是变翼驱动器的正视图

图解

1 机轴，2 轮毂，3 翼轴，4 翼板

[一]结构

  (一)机轴

      机轴是一带有齿轮的筒状轴体

      图示：图3是机轴的正视图

            图4是机轴的侧视图

其中：1为轴体；2为定位齿轮(伞形)

(二)轮毂

轮毂为套装于机轴外的筒状构件，是变翼作动系统的载体

图示：图5是轮毂的正视图

      图6是轮毂的侧视图

      图7是轮毂的侧面展开图

其中3为毂体；4为作动齿轮轴；5为翼轴孔(用以安装可旋转的翼轴)

附注：在实际工程应用中，毂体外圆允许为非圆结构；翼轴孔允许少 于4个。如图8示

图解：1 机轴，2 轮毂，3 翼轴，4 翼板

(三)变翼作动件

变翼作动件是实现变翼目标的动作执行组件

(1)：图示图9是轮毂及变翼作动件结构关系图

(2)：图解1：机轴；2：定位齿轮；3：毂体；4：作动齿轮轴；6：作 动齿轮(伞形，与定位齿轮规格相同且相互啮合)；7：偏心轴；8： 翼轴(可旋转)；9：曲柄；10：连杆；11：翼板(通称旋翼或螺旋桨 页)

[二]作用机理

1：系统组合

如图9示：将轮毂3套装在机轴1上，使作动齿轮6与定位齿轮 2相互啮合；且使偏心轴7位于X0点。调整翼板11初始角度，使之 位于水平位置。为说明现方便，定义此时轮毂3初始角度a＝0；翼板 11初始角度b＝0；偏心轴7与作动齿轮轴6距离为R。偏心轴在轮毂 纵向(X0—X方向)的位移量(以下称“作动量”)N＝0(从图可知， 其值在0—2R之间)。

2：作用机理

如图9示：

外力(发动机动力)带动轮毂3绕机轴1作圆周(顺时针)运动， 作动齿轮6一方面被轮毂带动绕机轴作圆周运动；同时受定位齿轮2作 用自旋(逆时针)，因二者规格相同，故其旋转周期相同。

如果机轴固定于机身，则定位齿轮相对飞机空间位置确定，其姿态 可表达(或蕴含)飞机姿态信息。因齿轮啮合的关联作用，则作动齿 轮各点角变量及偏心轴7在轮毂纵向(X0—X方向)的位移量(作动量 N)与飞机姿态确定(同步性)。

(在每一周期里，)作动量N与二分之一的轮毂旋转角度a(轮毂作 动齿轮因周期相同而角变相同)呈正弦关系(N＝sin(a/2)*2R)。当轮 毂旋转半周(a＝180)至最大值2R；(N＝Sin(180/2)*2R)；以后逐渐减小， 至360度(一周)减至初始状态：即a＝0；N＝0；如此周而复始。

从图可知：在连杆10的关联作用下，作动量N的变化将通过连 杆带动曲柄9位移，曲柄的位移带动翼轴8作旋转(角变)运动，进 而翼轴带动翼板11改变角度(变翼)；其幅度b与作动量N成正比。

调态曲柄9的长度(约为N÷√2)，使角变幅度b在0—90度之 间，即N＝0，则b＝0(度)；N＝2R，则b＝90(度)。

当整个系统规格确定时，曲柄的长度是确定并可计算的。在实际 装配过程中，曲柄的长度仅需简单试调就能完成。