[发明专利]无尾桨、高安定性双旋翼直升机

说明书

在发明所属技术领域：航空、直升机系列

现航空领域的直升机有单翼和多翼之分，普通单翼直升飞机为平衡其运转中产生的反扭矩，在其尾部通常需设置一平衡其反扭矩的尾浆。对现在的多旋翼直升机，一般均不设置尾浆，旋翼均为偶数，这样两旋翼的反扭矩方向相反，可互相抵销，但无论是单旋翼还是双旋翼直升飞机，都存在如下缺点，在受到突风或飞行方向影响时，都会产生旋翼一边升力大而另一边升力小，造成旋翼进动，使飞机的安全性差，有漂摆现象。同时，多旋翼直升机在飞行过程中的平衡控制较困难。同样载荷时其外形尺寸较大。

本发明的无尾浆，高安定性双旋翼直升机即共轴直升机从结构上较好的克服了现直升机的漂摆现象，使直升机的安定性大大提高，无需尾浆来平衡反扭矩，无需象现在的多旋翼直升机一样需很先进的自动控制平衡装置，操作控制较现在的旋翼直升机简单、容易。

本发明的目的是提高直升机的安定性，使双翼直升机飞行过程中平衡控制容易，安定性好，构造简单，操作简单。同时也克服单旋翼直升机需尾浆平衡反扭矩的缺点。

一、基本构造：

1、本发明的直升机在同一轴线上用心轴和套轴的结构，通过万向接头连接两个旋翼，两个旋翼由发动机带动对向旋转。

2、旋翼通过万向接头与心轴或套轴相连，固定在万向接头上，如图1（9）上旋翼（8）下旋翼（3）上、下万向接头。

3、为便于操作，两旋翼之间有一自动倾斜器这样在操作下边一个旋翼使其旋转平面发生倾斜时，上边一个旋翼也同步动作发生倾斜，用以控制直升机的飞行姿态，其构造如附图1所示：

图中（1）自动倾斜器上盘（2）自动倾斜器下盘，（3）上、下旋翼万向接头，（4）上旋翼与自动倾斜器连杆，（5）下旋翼与自动倾斜器连杆（6）心轴，（7）空心套轴（8）下旋翼（9）上旋翼（10）与操作用自动倾斜器的连杆。

4、功率（扭矩）自动平衡，分配传动系统，其基本构造如图（2）所示

发动机功率传至差动轮系，通过差动轮系分解为轴O，O′的转动，轴O带动齿轮（11）旋转，齿轮（11）又带动齿轮（12）使心轴和上部旋翼转动。O′轴带动齿轮（5）旋转，齿轮（5）又带动齿轮（8）使空心套轴及下部旋翼转动，上、下旋翼的转动方向正好相反，为了使两旋翼的反扭矩始终保持平衡齿轮系的传动必须满足下列条件N₁₁∶N₁₂＝N₅∶N₈

图中齿轮I、H、1、2、3、4组成差动轮系的功率分配系统。图2中的其余部份分别是（6）心轴（7）空心套轴（9）心轴刹车环（10）空心套轴刹车环，L₁、L₂分别为两刹车环的刹车片控制电磁铁。

二、工作原理：

1、发动机功率P经差动轮系分配成为两个转速扭矩完全相等的运动，两运动再通过齿轮、心轴、套轴带动上、下旋翼相向转动，差动轮系可以起到完全的等力矩分配，使本发明的直升机无需尾浆来平衡反扭矩。

2、相向旋转的双翼直升机完全可以克服单旋翼直升飞行中的漂摆及由于升力不平衡而造成的进动漂摆现象，飞行的安定性好、平衡、易操作。

其基本原理，受力情况如图3所示

当受到迎面吹来的突风速度为W时，两旋翼转速V相同，相向转动，这时

对上旋翼F₁其左边相对速度为V+W

F₁右边相对速度为V-W

对下旋翼F₂其左边相对速度为V-W

右边相对速度为V+W

根据升力原理：其上下旋翼设计完全相同。则上、下两旋翼升力之和对整个直升机来说不管风由哪个方向吹来，旋翼产生的升力始终是平衡的、旋翼与万向接头再用限制摆幅的斜轴水平铰链连接，可以使飞机更加平衡、安定。所以突风或飞机随时向任何方向飞行，其升力始终是平衡是，不会产生不平衡而左右漂摆或进动，使本发明的直升飞机飞行安定性好、平衡、操作容易，平衡控制简单。

3、操作，在一般直升机中，操作人员通过操作自动倾斜器使旋翼发生倾斜而改变飞行姿态，本发明的直升机在两旋翼之间装有自动倾斜器，当操作人员通过操作用自动倾斜器使下边的旋翼倾斜时，下边的旋翼又通过两旋翼间的自动倾斜器使上边的旋翼向同一方向倾斜，从而改变、控制直升机的飞行姿态。

4、转弯

单旋翼直升机转弯时靠改变尾浆的浆距来改变其拉力，使直升机转弯。

而本发明的双旋翼直升机靠设在心轴和套轴上的两刹车片控制。如图2所示。