[发明专利]一种双环形旋翼球形舱飞机

说明书

本发明公开了一种双环形旋翼球形舱飞机，旨在解决飞机旋翼叶片裸露在外，存在碰撞折断的风险，而且飞机调姿不便的不足。该发明包括球形舱、上保护罩、下保护罩、旋翼固定环、上旋翼转子、下旋翼转子、控制系统，旋翼固定环连接在上保护罩和下保护罩的内圈之间，旋翼固定环上转动安装调姿环，球形舱转动安装在调姿环内，调姿环和旋翼固定环之间连接两相对设置的调姿关节轴，球形舱和调姿环之间连接两相对设置的机舱关节轴，调姿关节轴和机舱关节轴轴线垂直，一调姿关节轴以及一机舱关节轴均传动连接调姿电机；上旋翼转子、下旋翼转子可转动安装在旋翼固定环上，旋翼固定环上安装陀螺仪，调姿电机、陀螺仪均与控制系统电连接。

技术领域

本发明涉及一种飞行器，更具体地说，它涉及一种双环形旋翼球形舱飞机。

背景技术

随着国家把通用航空确定为支柱产业，人们对飞机的关注度越来越高。固定翼飞机需要跑道，普通直升飞机的旋翼裸露安全性不高，且因负荷扭矩大而配备大功率发动机，传动系统复杂且易引起机件疲劳要定期更换，飞机的维护费用高，这些都极大地限制了通用航空业的发展。目前，无人机发展很快，用于拍摄甚至运送快递，但是现在的很多无人机旋翼叶片裸露在外，存在碰撞折断的风险，而且无人机调姿不便又不能实现大载重能力。

发明内容

本发明克服了飞机旋翼叶片裸露在外，存在碰撞折断的风险，而且飞机调姿不便的不足，提供了一种双环形旋翼球形舱飞机，飞机旋翼叶片隐藏在保护罩内，转动过程中不会发生碰撞折断的现象，而且旋翼叶片长度短，有利于降低对旋翼叶片强度的严苛要求且无需经常更换旋翼叶片，飞机飞行过程中调姿方便可靠；双环形旋翼球形舱飞机大大简化了传动结构，减轻飞机自重，降低维护强度和费用，加大了动力输出半径，降低了对发动机功率的要求，极大地减少了能耗，无需尾翼，结构简单优化。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种双环形旋翼球形舱飞机，包括球形舱、上保护罩、下保护罩、旋翼固定环、上旋翼转子、下旋翼转子、控制系统，上保护罩、下保护罩、上旋翼转子、下旋翼转子均呈环形，上保护罩、下保护罩上均设有通风格栅，上保护罩和下保护罩的外圈连接在一起，旋翼固定环连接在上保护罩和下保护罩的内圈之间，旋翼固定环上转动安装调姿环，球形舱转动安装在调姿环内，调姿环和旋翼固定环之间连接两相对设置的调姿关节轴，球形舱和调姿环之间连接两相对设置的机舱关节轴，调姿关节轴和机舱关节轴轴线垂直，一调姿关节轴以及一机舱关节轴均传动连接调姿电机；上旋翼转子、下旋翼转子均包括运动环、强磁转子、均布连接在运动环上的若干旋翼叶片，旋翼固定环上和强磁转子对应位置处安装有励磁线圈定子，运动环可转动地安装在旋翼固定环上，旋翼固定环上安装有陀螺仪，调姿电机、励磁线圈定子、陀螺仪均与控制系统电连接。

励磁线圈定子和强磁转子一起构成无刷直流电机，双环形旋翼球形舱飞机运行时，控制系统对励磁线圈定子通电，强磁转子带动运动环一起旋转。上旋翼转子、下旋翼转子转动方向始终相反，空气产生的反扭矩相互抵消，当改变其中一个旋翼转子的转速，飞机即能转变方向。球形舱中心靠近下端位置，球形舱下端低于下保护罩。通过一对调姿关节轴和一对机舱关节轴的设置，使球形舱和旋翼固定环之间能以任意角度转动。由控制系统控制两调姿电机的运转实现调姿关节轴和机舱关节轴的转动，由于球形舱重心始终竖直向下，调姿关节轴和机舱关节轴的转动使旋翼固定环相对于球形舱形成一定的倾角，飞机即可获得一个水平方向的推力，使飞机能够向倾角方向飞行。陀螺仪将检测到的倾角信号和方向信号传递到控制系统，控制系统根据陀螺仪传递来的信号对两个调姿电机发出指令，控制调姿电机的转速和转动角度。上旋翼转子、下旋翼转子均置于上保护罩和下保护罩之间，旋翼叶片隐藏式设置，转动过程中不会发生碰撞折断的现象。上旋翼转子、下旋翼转子均呈环形，螺旋桨叶片长度短，有利于降低对螺旋桨叶片强度的严苛要求。这种双环形旋翼球形舱飞机的螺旋桨叶片隐藏在保护罩内，转动过程中不会发生碰撞折断的现象，而且螺旋桨叶片长度短，有利于降低对螺旋桨叶片强度的严苛要求，飞机飞行过程中调姿方便可靠。