[发明专利]横列式旋翼螺旋桨直升机

说明书

一种横列式旋翼螺旋桨直升机，旋转面水平的中心旋翼设置在机身顶部的小塔上，机身尾部设置旋转面垂直的尾部螺旋桨，机身尾部设置水平尾翼和垂直尾翼，小塔下设置横梁，机身下重心附近设置起落架，横梁上左右对称设置旋转面水平的左旋翼和右旋翼，中心旋翼、左旋翼和右旋翼的转速相等，旋转中心同在横梁轴线，中心旋翼的旋转面高于左旋翼的旋转面和右旋翼的旋转面的高度，左旋翼的旋转面和右旋翼的旋转面在同一高度，中心旋翼、左旋翼和右旋翼三旋翼其中总有并且只有两个旋翼的转向相反，总有两个旋翼的反扭矩相互抵消，尾部螺旋桨只需平衡剩下一个旋翼的反扭矩就可以控制航向，消耗在尾部螺旋桨的功率相对下降，横列式布局，适合宽幅作业的场合。

技术领域

本发明涉及一种不依赖机场垂直升降、悬停、前后左右飞行的横列式旋翼螺旋桨直升机。

背景技术

目前公知的能实现垂直升降、悬停、前后左右飞行的成功方法有单旋翼直升机，它通过桨毂上的桨叶挥舞装置，消除了前行桨叶升力加大，后行桨叶升力减少的升力不对称程度，它通过周期变距控制器，改变旋翼桨叶桨尖旋转面的倾倒角，改变桨叶升力合力矢量方向，实现操纵直升机的俯仰和横滚，采用旋转面垂直的尾螺旋桨抵消旋翼的扭矩并操纵航向。其缺点是为了获得大的升力，旋翼的尺寸、重量增大，桨叶挥舞产生的摆振哥氏力增大，震动增大，离心力增大，使桨毂、旋翼的制造难度增大，旋转面垂直的尾部螺旋桨不产生垂直方向的升力，需要消耗一部分功率。

发明内容

为了降低消耗在旋转面垂直的尾部螺旋桨的功率占总功率百分比，增加升力而不增加旋翼的尺寸，相对降低桨毂、旋翼的制造难度，本发明提供一种横列式旋翼螺旋桨直升机，实现这一目标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在重心上面的机身顶部设置小塔，小塔上设置旋转面水平的旋翼（以下简称中心旋翼），中心旋翼的桨叶经桨殼与旋翼轴连接，中心旋翼轴轴线垂直经过重心，桨殼配有挥舞铰、摆振铰和变距铰组成的桨叶挥舞装置，设置周期变距控制器操纵中心旋翼桨叶桨尖旋转面的倾倒角，机身尾部设置旋转面垂直的尾部螺旋桨（以下简称尾部螺旋桨），设置万向轴将中心旋翼的旋翼轴与尾部螺旋桨的旋转轴连接，尾部螺旋桨的桨叶经桨殼与旋转轴连接，桨殼配有挥舞铰和变距铰组成的桨叶挥舞装置，设置总距控制器操纵尾部螺旋桨的总距，尾部螺旋桨是变距螺旋桨，机身尾部设置水平尾翼和垂直尾翼，经过中心旋翼轴轴线，在重心上面，小塔下面机身的顶部设置横梁，横梁与机身纵向垂直，机身下靠近重心附近设置起落架，横梁上以机身纵轴左右对称设置旋转面水平的旋翼（为方便说明，以该旋翼尺寸与中心旋翼的尺寸相同为例子），旋翼的桨叶经桨殼与旋翼轴连接，桨殼配有挥舞铰、摆振铰和变距铰组成的桨叶挥舞装置，设置周期变距控制器操纵旋翼桨叶桨尖旋转面的倾倒角，设置在横梁左边的旋转面水平的旋翼以下简称左旋翼，设置在横梁右边的旋转面水平的旋翼以下简称右旋翼，中心旋翼、左旋翼和右旋翼的旋转中心都在横梁轴线上，设置万向轴将中心旋翼轴、左旋翼轴和右旋翼轴连接起来，设置发动机同时驱动中心旋翼轴、左旋翼轴、右旋翼轴和尾部螺旋桨的旋转轴，使中心旋翼、左旋翼和右旋翼的转速相等，经变速箱使尾部螺旋桨的转速比中心旋翼快，中心旋翼的旋转面高于左旋翼的旋转面和右旋翼的旋转面的高度，左旋翼的旋转面和右旋翼的旋转面在同一高度，中心旋翼、左旋翼和右旋翼部分桨叶在水平面的投影重叠，减少横梁长度，节省空间，为防止中心旋翼、左旋翼和右旋翼桨叶上下打桨，小塔高度确保安装中心旋翼的高度不低于左旋翼和右旋翼的桨叶挥舞高度，万向轴的齿轮连接旋翼轴时使中心旋翼桨叶分别与左右旋翼桨叶保持60°的相位差。

设中心旋翼逆时针转、左旋翼顺时针转、右旋翼逆时针转，所以，左旋翼的反扭矩与右旋翼的反扭矩相互抵消，剩下中心旋翼的反扭矩由尾部螺旋桨的推力相对重心的扭矩平衡，尾部螺旋桨只需要平衡中心旋翼的反扭矩就可以稳定航向，因此，消耗在尾部螺旋桨的功率只有同等升力的单旋翼常规直升机消耗在尾部螺旋桨的功率的三分之一。