[发明专利]一种无尾桨直升机

说明书

本发明公开了一种无尾桨直升机，机身包括：风扇螺旋桨，主旋翼，发动机，位于机身中心的双轴双速输出变速器；所述发动机连接双轴双速输出变速器；双轴双速输出变速器的上轴连接主旋翼，下轴连接风扇螺旋桨；风扇螺旋桨的涵道风圈中径向分布有可调偏航叶片；主旋翼转动产生的反扭力中80％由连接的在相同变速器上的高速反转的风扇螺旋桨抵消，其余20％由风扇螺旋桨高速旋转产生的下泄气流流过涵道风圈骨架时产生的力抵消；涵道风圈内分布有可调节角度叶片，调节可动偏航叶片与涵道风圈平面的角度，实现直升机的偏航转弯；而且主旋翼所在平面与风扇螺旋桨所在平面平行也减少直升机的损耗。

技术领域

本发明涉及航空飞行器及机械设计技术领域，尤其涉及一种无尾桨直升机。

背景技术

直升机广泛应用于环境勘测、科研实验、农药喷洒、山林消防等领域直升机至发明以来给人们带来了极大的方便，但是由于直升机结构原理，巨大的旋翼旋转时会产生反扭力，为了抵消反扭力使机身保持稳定，传统的直升机必须有尾梁和尾桨，直升机的偏航是靠调节高速旋转尾桨螺距实现的，由于尾桨离发动机动力远，转速高，这就造成有尾桨直升机振动大结构复杂，维护检修困难，消耗动力经济性差，高速旋转的尾桨对地面人员和物品造成伤害，尾桨故障率还很高，一般要占到整个飞机故障的30％，还有消耗20％左右的功率。

人们为了克服传统直升机这些缺点80年以来出现了两种无尾桨直升机，一种是前苏联卡莫夫发明的双桨共轴直升机，由于采用了两个大小相等转速相同旋转方向相反的旋翼，因此反扭力相互抵消，取消了尾桨，共轴直升机偏航是靠上下两个旋翼差动变化桨距实现的，因此在飞机从高空向下大角度飞行时由于桨距非常小偏航操作就很困难，必须有比较大的垂直尾翼帮助实现偏航，没有真正取消尾梁，为了避免两个旋翼发生碰撞直升机高度会增加很多，双旋翼总距和变距结构复杂制造困难。第二种无尾桨直升机是麦道公司的Md520无尾桨直升机，这种直升机实际上就是把尾桨前移到尾梁前端，将螺旋桨产生的气流通过尾管上的开口喷出，利用康达效应来抵消旋翼产生的反扭力，由于尾桨的前移缩短了传输路径，大大降低了震动，为了增加偏航操作力尾管风扇要做成变距的，因此要整合悬停和巡航的偏航力还是比较困难的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种无尾桨直升机。

本发明通过下述技术方案实现：

本方案提供一种无尾桨直升机，直升机主要包括：位于机身中心的双轴双速输出变速器，风扇螺旋桨、偏航叶片，偏航叶片调节机构，传统主旋翼系统、发动机等组成，

所述发动机连接双轴双速输出变速器；双轴双速输出变速器的上轴连接主旋翼，双速输出变速器的下轴连接至少一个风扇螺旋桨，风扇螺旋桨的涵道风圈中径向分布有可调节角度的偏航叶片。

本方案工作原理：本发明提供的一种无尾桨直升机，属于单旋翼风扇螺旋桨托举无尾桨尾梁直升机，这种直升机完全取消了尾桨和尾梁，它是由双轴双速输出减速器，风扇螺旋桨，涵道风圈，机身，座舱等组成。其中双轴双速输出减速器的两个输出轴旋转方向相反，转速一个低一个高，双轴双速输出减速器的上轴连接传统旋翼系统位于机身上部，作为直升机的主旋翼，双轴双速输出减速器的下轴连接风扇螺旋桨位于机身下部(根据设计需要也可以沿机身纵向设置两个风扇螺旋桨，两个风扇螺旋桨都与主旋翼平行)，风扇螺旋桨与上旋翼平行，上轴转速低于下轴转速，在风扇螺旋桨的涵道风圈内，径向分布有可调偏航叶片；在飞行过程中，主旋翼转动产生的反扭力可由下面高速反转的风扇螺旋桨抵消80％，当风扇螺旋桨高速旋转产生的下泻气流流过涵道风圈的骨架即固定叶片时会产生与主旋翼相反的反扭力，这部分反扭力足以抵消主旋翼转动产生的剩下的20％反扭力；涵道风圈内除了有固定叶片外，还分布有可调节角度偏航叶片，偏航叶片切面与主旋翼相似，风扇螺旋桨产生的高速下泻气流流过这些偏航叶片，就会产生相似于主旋翼的升力，而这些偏航叶片是径向分布在涵道内，所以这些升力就是偏航力矩，同步调节这些偏航叶片角度(就像调节主旋翼总距一样可以调节升力)就可以调节偏航力矩方向，实现直升机偏航转弯。