[实用新型]无尾桨直升机

说明书

本实用新型是一种无尾桨直升机，具体涉及一种在尾梁内设置风扇的直升机。

目前的直升机平尾一侧都安装有尾桨，尾梁的末端与弯曲尾梁的前端相连，弯曲尾梁的末端水平连接平尾，尾桨的传动轴设在尾梁内，如图1所示。设置尾桨的作用在于抵消直升机旋翼旋转产生的扭矩，保证直升机的平稳。同时，设置尾桨也带来诸如安全和速度方面的不利因素，如尾桨的叶片易与树木、电线等地面设施挂撞，主轴及旋翼桨叶上的动力载荷较大，影响了直升机的飞行速度，这些都是设计人员所共知的。因而，设计一种无尾桨直升机一直是设计人员所探索的。美国的工程师迈克.S.芒斯基公开了一种无尾桨的尾部风扇直升机方案，尾部风扇是一装在直升机尾梁末端，由主传动装置加固轴驱动的恒速涵道风扇，外界空气由进气道吸入，气体从涵道侧面的开口或缝隙中喷出，起到了控制偏航及反旋翼扭矩的作用。此种直升机虽然取消了常规尾桨，但设计者本人也认为尾部风扇方案的不足之处是尾部风扇比常规尾桨系统重量重，改变了常规直升机的重心及质量分布特性，目前还在进一步研究之中。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、重量轻、操作方便的尾梁风扇加垂直方向舵的无尾桨直升机。

本实用新型是这样实现的：取消了常规尾桨，将直升机的尾梁作为涵道，在其尾梁涵道内设置一级或多级由尾传动轴驱动的恒速风扇，在尾梁涵道喷口处（也就是尾桨的末端）设置一个可左右摆动的垂直尾翼，也可称为垂直方向舵，垂直方向舵的一个侧面为曲面，另一侧面为平面。垂直方向舵可位于与尾梁相连的底座上，底座内可设有液压传动机构，通过设在驾驶室内的操作杆，垂直方向舵可来回左右摆动，以调整方向舵与尾梁涵道喷口的角度来控制偏航及反旋翼扭矩。

图1为常规尾桨直升机结构图。

图2、图3、图4为本设计的结构示意图。

以下结合附图对本设计作详细描述。

将直升机的尾梁作为涵道，在尾梁涵道1的前部设置一级或多级由尾传动轴2驱动的恒速风扇3，风扇3的前方有进气口4，在尾梁涵道1的喷口5处设置一个可来回摆动的垂直方向舵6，垂直方向舵的一个侧面为曲面，另一侧面为平面，垂直方向舵6可根据固定翼飞机机翼前行时产生升力的原理设计制作。当风扇高速旋转时，在尾梁道涵内产生了向后的高速气流并由喷口喷出，此高速气流作用于垂直方向舵上就产生了横向力矩，起到了偏航控制及抗旋翼扭矩的作用。由于垂直方向舵在直升机悬停或高速飞行时所产生的力矩大小有所不同，所以当直升机悬停或低速飞行时，可将垂直方向舵的迎气流角度调到最大位置，使喷口处的气流作用于方向舵上，以便保证机体所需足够的抗旋翼扭矩，当直升机达到一定速度或高速飞行时，可将方向舵的迎气流角度调小至零，这时，垂直方向舵在升机的高速前飞气流和喷口的高速气流作用下产生的横向力矩足以起到抗旋翼扭矩的作用，这样就减小了直升机飞行时的空气阻力，同时，尾粱涵道风扇提供大部分前飞推力，此时旋翼的作用仅仅是产生维持平飞所需的升力，所以作用在其主轴及桨叶上的动力载荷明显比在此状态下飞行的常规尾桨直升机的动力载荷小，这样就可降低油耗，提高直升机的飞行速度。

垂直方向舵6的底座可安装有主轴7和滑动杆8，垂直方向舵6通过主轴7和滑动杆8位于与尾梁涵道1的末端底部相连的底座9上，底座9上有相应的主轴孔10和滑槽11，底座9内可设有液压传动机构12，液压管13经尾梁涵道1进入机体内的操作机构。平尾14位于尾梁1的末端。

当发动机启动后，旋翼及尾梁涵道风扇达到正常使用速度时，驾驶员操作飞机上升到悬停位置，此时仍将垂直方向舵调到最大的迎气流角度，由悬停状态转入前飞状态的过滤过程也只采用常规的操作技术，当飞机低速时，驾驶员可通过操作液压传动机构或其它操作方式适当调整垂直方向舵，以确保足够的抗旋翼扭矩作用，使飞机保持平衡和偏航控制，当飞机达到一定速度时，可将垂直方向舵的位置调小至零，此时，涵道风扇提供飞机前飞的大部分推力，旋翼的作用仅仅是产生维持飞机平飞所需的升力，作用在其主轴及桨叶上的动力载荷明显比在此状态下飞行的常规尾桨直升机的动力载荷小，尽管飞行速度增加，旋翼桨叶仍可保持在小桨矩状态，因而，主传动部件上产生的扭矩也很小。

这种尾梁涵道风扇加可调垂直方向舵的直升机与单纯尾部风扇直升机相比，具有结构简单、重量轻、操作方便的优点，同时还能最大限度地提高直升机的飞行速度，如果不使用液压传动机构而采用机电传动来调节垂直方向舵，其重量还可进一步降低。