[发明专利]一种前缘带风轮的旋翼升力生成装置

说明书

技术领域

一种前缘带风轮的旋翼升力生成装置，属航空技术领域，尤其涉及一种旋翼升力生成装置。

背景技术

传统的飞行器是靠机翼或旋翼来产生升力，飞机的机翼和直升机的旋翼的结构相似，它们的截面均为翼型，靠空气流过翼的上下表面产生压差而产生升力，翼型确定时，它们产生升力的大小与攻角、翼面大小和来流速度有关，调整升力的大小是通过改变攻角、速度或翼面大小来实现的。机翼和旋翼的相对厚度均较薄，结构强度较差。固定翼飞机低速飞行性能不高，需要的机翼面积较大。直升机的旋翼转速很高才能产生较大升力。

发明内容

本发明的目的是克服传统机翼和旋翼的上述不足，发明一种具有较高强度的适合制作垂直升降飞行器的旋翼转速较低就能产生大升力的前缘带风轮的旋翼升力生成装置。

一种前缘带风轮的旋翼升力生成装置，包括机架、第一输入轴、直齿轮组、管轴、第一旋翼、第二旋翼、第二输入轴、伞齿轮组、第一风轮轴、第二风轮轴、第一风轮和第二风轮。伞齿轮组包括主动伞齿轮、第一被动伞齿轮、第二被动伞齿轮，第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮的结构和参数相同，主动伞齿轮与第一被动伞齿轮垂直啮合，主动伞齿轮与第二被动伞齿轮垂直啮合，第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮同轴地相对布置。第一风轮和第二风轮的结构和参数相同，它们的叶片的攻角均在5°~15°之间。第一旋翼和第二旋翼的结构和参数相同，它们的前缘开有弧形槽口，它们的后缘尖细，从该前缘带风轮的旋翼升力生成装置的上方往下看，第一旋翼的前缘和第二旋翼的前缘均按顺时针方向指向前方。第一输入轴通过轴承垂直安装在机架上。直齿轮组包括原动直齿轮和从动直齿轮。第一输入轴的上端与原动直齿轮相连，管轴与从动直齿轮固连。第一输入轴的下端为第一动力的输入端。管轴通过轴承垂直安装在机架上。第一风轮轴和第二风轮轴同轴地对称地且水平布置，第一风轮轴为第一风轮的转轴，第二风轮轴为第二风轮的转轴；第一风轮轴也是第一被动伞齿轮的转轴，第二风轮轴也是第二被动伞齿轮的转轴。第一风轮轴的一端通过轴承与管轴垂直相连，第一风轮轴的另一端通过轴承安装在第一旋翼的翼尖处；第二风轮轴的一端通过轴承与管轴垂直相连，第二风轮轴的另一端通过轴承安装在第二旋翼的翼尖处。第二输入轴的下段通过轴承安装在管轴内，第二输入轴的上段固连着主动伞齿轮，第二输入轴的下端为第二动力输入端，第二输入轴的上端通过轴承安装在管轴内的上端，伞齿轮组置于管轴的上段内部。第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮分别固定在第一风轮轴和第二风轮轴上。第一风轮与第一风轮轴固连，第二风轮与第二风轮轴固连。第一风轮置于第一旋翼的前缘槽内，第二风轮置于第二旋翼的前缘槽内。

本发明一种前缘带风轮的旋翼升力生成装置的工作原理是：第一动力从第一输入轴输入，从下往上仰视该装置，第一输入轴在第一动力的驱动下顺时针转动，通过直齿轮组的传递，管轴逆时针转动，带动第一旋翼、第二旋翼、第一风轮轴、第二风轮轴、伞齿轮组、第一风轮和第二风轮一起在水平面内作逆时针旋转。同时第二动力驱动第二输入轴作顺时针转动，带动主动伞齿轮顺时针转动，由伞齿轮组驱动第一风轮和第二风轮自转，自转的方向为往第一风轮和第二风轮绕第二输出轴的轴线公转水平面的向心方向观察为顺时针方向。第一风轮和第二风轮会分别将第一旋翼和第二旋翼的大部分前方来流引向上表面流动，这样，第一旋翼和第二旋翼的上表面气流的速度远远大于它们的下表面的气流速度，根据流体的连续性方程和伯努利原理，第一旋翼和第二旋翼将产生很大的升力，升力的大小与第一输入轴和第二输入轴的转速均成增函数关系。即使第二输入轴的转速为零，即相对机架来说不转动，在伞齿轮组的作用下，第一风轮和第二风轮也会自转，有利于产生升力。

 该装置能产生升力，无须调整第一旋翼和第二旋翼的攻角，通过调节第一输入轴和第二输入轴的转速大小和方向来调控该装置产生升力的大小和方向，使用方便灵活，应用于垂直升降飞行器上作升力装置比较方便。

附图说明

图1是本发明一种前缘带风轮的旋翼升力生成装置的示意图；图2是放大了的第二旋翼的中段的断面示意图；图3是图1中伞齿轮及其附近区域的局部放大图。

 图中，1-机架；2-第一输入轴；3-直齿轮组，31-原动直齿轮，32-从动直齿轮；4-管轴；5-第一旋翼；6-第二旋翼，61-第二旋翼的前缘，62-第二旋翼的后缘；7-第二输入轴；8-伞齿轮组，81-主动伞齿轮，82-第一被动伞齿轮，83-第二被动伞齿轮；9-第一风轮轴，10-第二风轮轴；11-第一风轮；12-第二风轮。

具体实施方式