[发明专利]龙门式多层旋翼直升机

说明书

一种龙门式多层旋翼直升机，重心上机身顶部设置“目”字型龙门框，龙门框上有四个横梁，横梁的中心在水平面的投影与重心重叠，每个横梁上设置一个旋转面水平的旋翼，形成四层旋翼，利用旋转中心在水平面的投影与重心重叠的两个旋翼操纵俯仰和横滚，利用旋转中心在水平面的投影与重心偏离并对称于重心的两个旋翼操纵航向，设置桨叶挥舞装置和周期变距控制器操纵各个旋翼的桨叶，每个旋翼由独立的发动机驱动，每个旋翼的转速基本相同，四个旋翼的转向设置两两相反，使四个旋翼的反扭矩大部分相互抵消，重心附近机身下设置起落架，航向由专门的旋翼负责操纵，俯仰和横滚由专门的旋翼操纵，操纵特性好，载重量大而占用面积小，适合于窄小空间飞行。

技术领域

本发明涉及一种不依赖机场利用多层旋翼垂直升降、悬停、前后左右飞行的龙门式多层旋翼直升机。

背景技术

目前公知的能实现垂直升降、悬停、前后左右飞行的多旋翼直升机成功方法有纵列式双旋翼直升机，它通过前后旋翼的周期变距控制器的倾斜方向组合，改变前后旋翼桨叶桨尖旋转面的倾倒角，从而改变前后旋翼的升力方向的组合，实现操纵直升机的俯仰、横滚和航向。其缺点是操纵直升机的姿态的机构复杂，旋翼响应速度较慢， 每个旋翼都旋翼参与俯仰、横滚和航向的操纵，分工不明确，操纵特性差，为了提高操纵特性，要求两旋翼的转速同步，纵列式布局，使纵向占用很大空间。

发明内容

为了提高旋翼的响应速度，降低各个旋翼转速的同步要求，减少纵向占用空间，本发明提供一种龙门式多层旋翼直升机，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：采用四个大小相同的旋翼，旋翼的旋转面水平，重心上机身顶部设置“目”字型龙门框，“目”字型龙门框上有四个横梁，每个横梁上设置一个旋翼，形成四层旋翼，“目”字型龙门框上由机身起向上的四条横梁，分别称为第一横梁、第二横梁、第三横梁和第四横梁，第一横梁上的旋翼称为第一旋翼、第二横梁上的旋翼称为第二旋翼、第三横梁上的旋翼称为第三旋翼，第四横梁上的旋翼称为第四旋翼，依据“目”字型龙门框上四个横梁与机身纵向的关系是平行还是垂直划分成两种结构，四个横梁与机身纵向垂直的称为横向龙门式多层旋翼直升机，四个横梁与机身纵向平行的称为纵向龙门式多层旋翼直升机。

纵向龙门式多层旋翼直升机，“目”字型龙门框上的四个横梁平行于机身纵向，各个横梁中心在水平面的投影在重心上，第一横梁上的第一旋翼，设置在机身纵向重心的前边，略为偏离重心，第二横梁上的第二旋翼，设置在机身纵向重心的后边，略为偏离重心，第二横梁上的第二旋翼的旋转中心在水平面的投影到第一横梁上的第一旋翼的旋转中心在水平面的投影同在机身纵向线的前后并对称于重心。

第三横梁上的第三旋翼，设置在第三横梁的中间，旋翼旋转中心在水平面的投影在机身纵向和重心上，第四横梁上的第四旋翼，设置在第四横梁的中间，旋翼旋转中心在水平面的投影与第三旋翼的旋转中心重叠。

四个旋转面水平的旋翼的桨叶铰接在由摆振铰，变距铰，挥舞铰组成的桨毂上，桨毂安装在旋翼轴上，旋翼的桨叶可以上下挥舞，前后摆振，和变距，设置周期变距控制器控制桨叶的桨距周期变化和总距变化。

每个旋翼由独立的发动机驱动，每个旋翼的转速基本相同，四个旋翼的转向设置采用两两相反，使四个旋翼的反扭矩大部分相互抵消，机身下设置起落架。

横向龙门式多层旋翼直升机，“目”字型龙门框上的四个横梁垂直于机身纵向，各个横梁中心在水平面的投影在重心上，第一横梁上的第一旋翼，设置在机身纵向的右边，略为偏离机身纵向，第二横梁上的第二旋翼，设置在机身纵向的左边，略为偏离机身纵向，第二横梁上的第二旋翼的旋转中心在水平面的投影到第一横梁上的第一旋翼的旋转中心在水平面的投影对称于机身纵向线和重心。

第三横梁上的第三旋翼，设置在第三横梁的中间，旋翼旋转中心在水平面的投影在机身纵向和重心上，第四横梁上的第四旋翼，设置在第四横梁的中间，旋翼旋转中心在水平面的投影与第三旋翼的旋转中心重叠。