專利名稱：空氣能高速直升飛機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及飛行器技術(shù)，特別是一種空氣能高速直升飛機。
背景技術(shù)：
美國的V-22 “魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼飛機，能垂直起降，能象以螺旋槳驅(qū)進的固定翼飛機一樣飛行，飛行速度能達到500km/h，而常規(guī)的直升機最大飛行速度難以超過370km/h。兩者相比，傾轉(zhuǎn)旋翼飛機可稱為高速直升機。傾轉(zhuǎn)旋翼飛機兼具傳統(tǒng)直升機和以螺旋槳(旋翼)驅(qū)進的固定翼飛機的優(yōu)點，性能優(yōu)越。但是，傾轉(zhuǎn)旋翼飛機有天生的嚴重缺陷:一是傾轉(zhuǎn)旋翼飛機的發(fā)動機置于固定翼的翼尖，使固定翼成為受力惡劣的懸臂樑，這是造成穩(wěn)定性差、可靠性差、結(jié)構(gòu)復雜、造價昂貴的主要原因；其二，由于傾轉(zhuǎn)旋翼飛機垂直升起過程中其固定翼風阻很大，所以直升速度慢，而且能耗大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型設(shè)計一種空氣能高速直升飛機，克服現(xiàn)有傾轉(zhuǎn)旋翼飛機的上述缺陷，用壓縮空氣作動力，螺旋(旋翼)槳質(zhì)量小，螺旋槳(旋翼)和機翼能同時傾轉(zhuǎn)，所以穩(wěn)定性好、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、直升和飛行都較快、能耗小。本實用新型按下述技術(shù)方案實現(xiàn)。如圖1圖2示。機身I做成流線型密閉殼體。在機身I內(nèi)下部用隔板16間隔出一個艙室14,隔板16與機身I密封聯(lián)結(jié)。氣壓傳感器17、溫度傳感器18、濕度傳感器21分別穿透隔板16并與其密封聯(lián)接。蓄電池19、控制器20、儀器儀表(圖中未畫)設(shè)置在艙室14內(nèi)。氣壓傳感器17、溫度傳感器18、濕度傳感器21、所述儀器儀表、蓄電池19均與控制器20連接。在機身I下部有支腿13。在機身I設(shè)置充氣門15。聯(lián)接箱2垂直聯(lián)接在機身I正上部。聯(lián)接箱2內(nèi)上部用隔板32隔出一號空腔30。在機身垂直平分線的上部的左側(cè)部分是:左控制電機的外殼34的外圓上部固定于隔板32的下表面；控制電機的定子33固定于外殼34、左端板35、右端板24 ;控制電機的轉(zhuǎn)子體22固定在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29的外圓；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29分別用一號軸承52、二號軸承25聯(lián)系于左端板35的中孔、右端板24的中孔；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29的左端伸到聯(lián)接箱2的左側(cè)板外，并用三號軸承38聯(lián)系于聯(lián)接箱2的左側(cè)板。一號密封圈37套在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29的外圓，并與轉(zhuǎn)軸29的外圓、一號軸承52的外圈左端面、三號軸承38的外圈右端面密封粘接。在所述控制電機、一號密封圈37、聯(lián)接箱2所圍成的空間填充一號硬質(zhì)輕材料36 ;在所述控制電機、一號密封圈37、聯(lián)接箱2、機身I所圍成的空間填充二號硬質(zhì)輕材料53。在聯(lián)接箱2的左側(cè)上部設(shè)置一號電磁銷8，在聯(lián)接箱2的左側(cè)距一號電磁銷8的左下位設(shè)置二號電磁銷3。機翼4的右端與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29的左端密封聯(lián)接，在機翼4內(nèi)左部用彎形隔板42將機翼4內(nèi)間隔成二號空腔41、三號空腔49。垂直空心轉(zhuǎn)軸7的下端依次垂直穿過機翼4的左部前沿、彎形隔板42的水平部分左部，并分別用四號軸承44、五號軸承46聯(lián)系于左機翼4的前沿、彎形隔板42的水平部分；二號密封圈47套在垂直空心轉(zhuǎn)軸7下部外圓并與其密封粘接，還與彎形隔板42的水平部分的下平面密封聯(lián)接；在垂直空心轉(zhuǎn)軸7下端同軸心安裝一號錐齒輪48。在垂直空心轉(zhuǎn)軸7的上端聯(lián)接數(shù)個槳葉5，垂直空心轉(zhuǎn)軸7、槳葉5組成螺旋槳；在槳葉5內(nèi)有沿葉長方向的一號氣道43，在槳葉5尖部內(nèi)有二號氣道6，二號氣道6的出口與槳葉5的后沿垂直，三號空腔49、垂直空心轉(zhuǎn)軸7的空心45、一號氣道43、二號氣道6依次聯(lián)通。密封套筒40的兩端分別與彎形隔板42垂直部分右側(cè)面、機翼4的右內(nèi)側(cè)面密封聯(lián)接，密封套筒40的外周下部及前后部與機翼4的相對應內(nèi)壁密封粘接。在機翼4的右端打兩個止動盲孔，兩個止動盲孔分別對應機翼4轉(zhuǎn)到其弦長沿垂直方向和與水平方向有一迎角時的一號電磁銷8、二號電磁銷3的位置。如圖2示，以機身垂直平分線為對稱中心線，在其右側(cè)設(shè)置對稱于所述的左側(cè)部分。水平空心軸27非接觸地穿過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29的中孔，并與其同軸心，分別用六號軸承39、七號軸承51將水平空心軸27聯(lián)系于機翼4、彎形隔板42的垂直部分；在水平空心軸27的兩端各同軸心安裝一個二號錐齒輪50，二號錐齒輪50與一號錐齒輪48嚙合傳動，并且二號錐齒輪50的軸線與一號錐齒輪48的軸線相垂直。在水平空心軸27的中部圓周打有數(shù)個小孔26，小孔26與水平空心軸27的空心28相通，也與兩控制電機之間的間隔31相通，水平空心軸27的空心28的端頭與三號空腔49相通。電磁閥門23穿透機身I的頂部并與其密封聯(lián)接，電磁閥門23上部處于所述兩控制電機之間的間隔31，當電磁閥門23在打開狀態(tài)時將兩控制電機之間的間隔31和機身I內(nèi)部聯(lián)通。在機身I的尾部設(shè)置垂直尾翼9、方向舵10 ;在機身I的尾部設(shè)置水平尾翼12、升降舵11;方向舵10、升降舵11均由設(shè)置在機身I尾部內(nèi)的舵機(圖中未畫)控制。所述控制電機、電磁閥門23、一號電磁銷8、二號電磁銷3、所述舵機均與控制器20連接。將壓縮空氣從充氣門15注入機身I內(nèi)?？諝饽芨咚僦鄙w機要起飛，螺旋槳、機翼4的弦長沿垂直方向，一號電磁銷8的頭部插入機翼4相應的盲孔(如圖2不)使機翼4固定。這時操動控制器20，打開電磁閥門23，機身I內(nèi)壓縮空氣依次通過電磁閥門23、小孔26、空心28、空心45、一號氣道43、二號氣道6，最后經(jīng)二號氣道6的噴口噴出，反作用力使槳葉5產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力，空氣能高速直升飛機直升。當空氣能高速直升飛機上升到欲達的高度時，操動控制器20，先使電磁銷8的頭部從機翼4的盲孔拔出，再逐漸使控制電機正向轉(zhuǎn)動，同時帶動螺旋槳、機翼4向前傾轉(zhuǎn)直到機翼4達到合適的迎角為止，這時使二號電磁銷3的頭部插入機翼4相應的盲孔以固定機翼4，隨后飛機進入高速(與現(xiàn)有直升機相比)前飛狀態(tài)(如圖3示)。飛機要降落，操動控制器20，先使二號電磁銷3的頭部從機翼4的盲孔拔出，再逐漸使控制電機反向轉(zhuǎn)動，同時帶動螺旋槳、機翼4向后傾轉(zhuǎn)直到機翼4達到垂直方向為止,這時將一號電磁銷8的頭部插入機翼4相應的盲孔以固定機翼4，同時，操動控制器20關(guān)閉電磁閥門23，飛機垂直降落，空氣阻力帶動螺旋槳自由旋轉(zhuǎn)，螺旋槳起到降落傘的作用。由于水平空心軸27、二號錐齒輪50、一號錐齒輪48的作用，左螺旋槳和右螺旋槳保持同速反向旋轉(zhuǎn)，所以不會使飛機產(chǎn)生非平衡側(cè)傾力矩。在飛行全過程，氣壓傳感器17、溫度傳感器18、濕度傳感器21實時感知機身I內(nèi)的壓力、溫度、濕度并傳給控制器20，經(jīng)過分析計算，控制器20控制電磁閥門23的開度，使螺旋槳達到需要的轉(zhuǎn)速。操動控制器20，驅(qū)動舵機以控制飛機前飛時的方向和姿態(tài)。[0012]本實用新型的有益效果:1、與美國的V-22 “魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼飛機相比:一是空氣能高速直升飛機，以壓縮空氣作動力，直接驅(qū)動螺旋槳，省去了傳統(tǒng)笨重的螺旋槳發(fā)動機，極大地減輕機翼翼尖負荷，所以穩(wěn)定性好、可靠性高、安全；二是空氣能高速直升飛機的機翼和螺旋槳能同時轉(zhuǎn)動，直升時，機翼和螺旋槳均轉(zhuǎn)到垂直狀態(tài)，受到的空氣阻力小得多，因而直升速度更快。2、結(jié)構(gòu)簡單，成本小。由于結(jié)構(gòu)簡單，所以檢修維護工作簡單且工作量小。3、機身、機翼、螺旋槳的質(zhì)量，可以做到(用復合材料)比現(xiàn)有飛行器的機殼及起落架質(zhì)量小得多，而且電磁閥門、電磁銷、控制電機、蓄電池的總質(zhì)量遠比現(xiàn)有飛行器的發(fā)動機及傳動機構(gòu)的總質(zhì)量小許多，它攜帶的壓縮空氣質(zhì)量比現(xiàn)有飛行器攜帶燃料質(zhì)量小得多，總之空氣能高速直升飛機的比重遠比現(xiàn)有飛行器的小，所以它的載荷比現(xiàn)有飛行器大得多、能耗小。4、現(xiàn)有的飛行器啟動時間在1-10分鐘，而空氣能高速直升飛機啟動時間短到可以立即起飛，這對執(zhí)行緊急任務非常給力，現(xiàn)有的飛行器無法企及。5、給空氣能高速直升飛機注壓縮空氣時，常在室溫環(huán)境，完成后，空氣能飛球若到室外，它能吸收環(huán)境的熱量或太陽光的熱量，使其內(nèi)部壓縮空氣升溫而產(chǎn)生壓力增量，這相當于增能。所以，它能順便無償?shù)乩锰柲芑颦h(huán)境熱能。這是它的又一突出優(yōu)點。6、操作控制簡單，飛行靈活。7、空氣能高速直升飛機的結(jié)構(gòu)和工作原理決定了它比現(xiàn)有的飛行器工作可靠、壽命長。8、空氣能高速直升飛機易做成比其它無人飛機性能更優(yōu)越的無人飛機，用途廣泛。9、以空氣能作動力，環(huán)保。10、由于上述優(yōu)點，所以所述空氣能高速直升飛機性價比極高。
圖1是空氣能高速直升飛機的側(cè)向示意圖，也是空氣能高速直升飛機直升時的姿態(tài)不意圖；圖2是圖1的A-A剖視放大圖；圖3是空氣能聞速直升飛機如飛時的姿態(tài)不意圖。
具體實施方式
如圖1圖2示。機身I做成流線型密閉殼體。在機身I內(nèi)下部用隔板16間隔出一個艙室14,隔板16與機身I密封聯(lián)結(jié)。氣壓傳感器17、溫度傳感器18、濕度傳感器21分別穿透隔板16并與其密封聯(lián)接。蓄電池19、控制器20、儀器儀表(圖中未畫)設(shè)置在艙室14內(nèi)。氣壓傳感器17、溫度傳感器18、濕度傳感器21、所述儀器儀表、蓄電池19均與控制器20連接。在機身I下部有支腿13。在機身I設(shè)置充氣門15。聯(lián)接箱2垂直聯(lián)接在機身I正上部。聯(lián)接箱2內(nèi)上部用隔板32隔出一號空腔30。在機身垂直平分線的上部的左側(cè)部分是:左控制電機的外殼34的外圓上部固定于隔板32的下表面；控制電機的定子33固定于外殼34、左端板35、右端板24 ;控制電機的轉(zhuǎn)子體22固定在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29的外圓；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29分別用一號軸承52、二號軸承25聯(lián)系于左端板35的中孔、右端板24的中孔；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29的左端伸到聯(lián)接箱2的左側(cè)板外，并用三號軸承38聯(lián)系于聯(lián)接箱2的左側(cè)板。一號密封圈37套在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29的外圓，并與轉(zhuǎn)軸29的外圓、一號軸承52的外圈左端面、三號軸承38的外圈右端面密封粘接。在所述控制電機、一號密封圈37、聯(lián)接箱2所圍成的空間填充一號硬質(zhì)輕材料36 ;在所述控制電機、一號密封圈37、聯(lián)接箱2、機身I所圍成的空間填充二號硬質(zhì)輕材料53。在聯(lián)接箱2的左側(cè)上部設(shè)置一號電磁銷8，在聯(lián)接箱2的左側(cè)距一號電磁銷8的左下位設(shè)置二號電磁銷3。機翼4的右端與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29的左端密封聯(lián)接，在機翼4內(nèi)左部用彎形隔板42將機翼4內(nèi)間隔成二號空腔41、三號空腔49。垂直空心轉(zhuǎn)軸7的下端依次垂直穿過機翼4的左部前沿、彎形隔板42的水平部分左部，并分別用四號軸承44、五號軸承46聯(lián)系于左機翼4的前沿、彎形隔板42的水平部分；二號密封圈47套在垂直空心轉(zhuǎn)軸7下部外圓并與其密封粘接，還與彎形隔板42的水平部分的下平面密封聯(lián)接；在垂直空心轉(zhuǎn)軸7下端同軸心安裝一號錐齒輪48。在垂直空心轉(zhuǎn)軸7的上端聯(lián)接數(shù)個槳葉5，垂直空心轉(zhuǎn)軸7、槳葉5組成螺旋槳；在槳葉5內(nèi)有沿葉長方向的一號氣道43，在槳葉5尖部內(nèi)有二號氣道6，二號氣道6的出口與槳葉5的后沿垂直，三號空腔49、垂直空心轉(zhuǎn)軸7的空心45、一號氣道43、二號氣道6依次聯(lián)通。密封套筒40的兩端分別與彎形隔板42垂直部分右側(cè)面、機翼4的右內(nèi)側(cè)面密封聯(lián)接，密封套筒40的外周下部及前后部與機翼4的相對應內(nèi)壁密封粘接。在機翼4的右端打兩個止動盲孔，兩個止動盲孔分別對應機翼4轉(zhuǎn)到其弦長沿垂直方向和與水平方向有一迎角時的一號電磁銷8、二號電磁銷3的位置。如圖2示，以機身垂直平分線為對稱中心線，在其右側(cè)設(shè)置對稱于所述的左側(cè)部分。水平空心軸27非接觸地穿過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸29的中孔，并與其同軸心，分別用六號軸承39、七號軸承51將水平空心軸27聯(lián)系于機翼4、彎形隔板42的垂直部分；在水平空心軸27的兩端各同軸心安裝一個二號錐齒輪50，二號錐齒輪50與一號錐齒輪48嚙合傳動，并且二號錐齒輪50的軸線與一號錐齒輪48的軸線相垂直。在水平空心軸27的中部圓周打有數(shù)個小孔26，小孔26與水平空心軸27的空心28相通，也與兩控制電機之間的間隔31相通，水平空心軸27的空心28的端頭與三號空腔49相通。電磁閥門23穿透機身I的頂部并與其密封聯(lián)接，電磁閥門23上部處于兩控制電機之間的間隔31，當電磁閥門23在打開狀態(tài)時將兩控制電機之間的間隔31和機身I內(nèi)部聯(lián)通。在機身I的尾部設(shè)置垂直尾翼9、方向舵10 ;在機身I的尾部設(shè)置水平尾翼12、升降舵11;方向舵10、升降舵11均由設(shè)置在機身I尾部內(nèi)的舵機(圖中未畫)控制。所述控制電機、電磁閥門23、一號電磁銷8、二號電磁銷3、所述舵機均與控制器20連接。
權(quán)利要求1.空氣能高速直升飛機，其特征是: 機身⑴做成流線型密閉殼體；在機身⑴內(nèi)下部用隔板(16)間隔出一個艙室(14)，隔板(16)與機身⑴密封聯(lián)結(jié)；氣壓傳感器(17)、溫度傳感器(18)、濕度傳感器(21)分別穿透隔板(16)并與其密封聯(lián)接；蓄電池(19)、控制器(20)、儀器儀表設(shè)置在艙室(14)內(nèi)；氣壓傳感器(17)、溫度傳感器(18)、濕度傳感器(21)、所述儀器儀表、蓄電池(19)均與控制器(20)連接；在機身⑴下部有支腿(13);在機身⑴設(shè)置充氣門(15);聯(lián)接箱⑵垂直聯(lián)接在機身(I)正上部；聯(lián)接箱(2)內(nèi)上部用隔板(32)隔出一號空腔(30)； 在機身垂直平分線的上部的左側(cè)部分是:左控制電機的外殼(34)的外圓上部固定于隔板(32)的下表面；控制電機的定子(33)固定于外殼(34)、左端板(35)、右端板(24);控制電機的轉(zhuǎn)子體(22)固定在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(29)的外圓；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(29)分別用一號軸承(52)、二號軸承(25)聯(lián)系于左端板(35)的中孔、右端板(24)的中孔；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(29)的左端伸到聯(lián)接箱(2)的左側(cè)板外，并用三號軸承(38)聯(lián)系于聯(lián)接箱(2)的左側(cè)板；一號密封圈(37)套在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(29)的外圓，并與轉(zhuǎn)軸(29)的外圓、一號軸承(52)的外圈左端面、三號軸承(38)的外圈右端面密封粘接；在所述控制電機、一號密封圈(37)、聯(lián)接箱(2)所圍成的空間填充一號硬質(zhì)輕材料(36);在所述控制電機、一號密封圈(37)、聯(lián)接箱(2)、機身(I)所圍成的空間填充二號硬質(zhì)輕材料(53);在聯(lián)接箱(2)的左側(cè)上部設(shè)置一號電磁銷(8)，在聯(lián)接箱(2)的左側(cè)距一號電磁銷(8)的左下位設(shè)置二號電磁銷(3);機翼(4)的右端與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(29)的左端密封聯(lián)接，在機翼(4)內(nèi)左部用彎形隔板(42)將機翼(4)內(nèi)間隔成二號空腔(41)、三號空腔(49);垂直空 心轉(zhuǎn)軸(7)的下端依次垂直穿過機翼(4)的左部前沿、彎形隔板(42)的水平部分左部，并分別用四號軸承(44)、五號軸承(46)聯(lián)系于左機翼(4)的前沿、彎形隔板(42)的水平部分；二號密封圈(47)套在垂直空心轉(zhuǎn)軸(7)下部外圓并與其密封粘接，還與彎形隔板(42)的水平部分的下平面密封聯(lián)接；在垂直空心轉(zhuǎn)軸(7)下端同軸心安裝一號錐齒輪(48);在垂直空心轉(zhuǎn)軸(7)的上端聯(lián)接數(shù)個槳葉(5)，垂直空心轉(zhuǎn)軸(7)、槳葉(5)組成螺旋槳；在槳葉(5)內(nèi)有沿葉長方向的一號氣道(43)，在槳葉(5)尖部內(nèi)有二號氣道(6)，二號氣道(6)的出口與槳葉(5)的后沿垂直，三號空腔(49)、垂直空心轉(zhuǎn)軸(7)的空心(45)、一號氣道(43)、二號氣道(6)依次聯(lián)通；密封套筒(40)的兩端分別與彎形隔板(42)垂直部分右側(cè)面、機翼(4)的右內(nèi)側(cè)面密封聯(lián)接，密封套筒(40)的外周下部及前后部與機翼(4)的相對應內(nèi)壁密封粘接；在機翼(4)的右端打兩個止動盲孔，兩個止動盲孔分別對應機翼(4)轉(zhuǎn)到其弦長沿垂直方向和與水平方向有一迎角時的一號電磁銷(8)、二號電磁銷(3)的位置；以機身垂直平分線為對稱中心線，在其右側(cè)設(shè)置對稱于所述的左側(cè)部分； 水平空心軸(27)非接觸地穿過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(29)的中孔，并與其同軸心，分別用六號軸承(39)、七號軸承(51)將水平空心軸(27)聯(lián)系于機翼(4)、彎形隔板(42)的垂直部分；在水平空心軸(27)的兩端各同軸心安裝一個二號錐齒輪(50)，二號錐齒輪(50)與一號錐齒輪(48)嚙合傳動，并且二號錐齒輪(50)的軸線與一號錐齒輪(48)的軸線相垂直；在水平空心軸(27)的中部圓周打有數(shù)個小孔(26)，小孔(26)與水平空心軸(27)的空心(28)相通，也與兩控制電機之間的間隔(31)相通，水平空心軸(27)的空心(28)的端頭與三號空腔(49)相通； 電磁閥門(23)穿透機身(I)的頂部并與其密封聯(lián)接，電磁閥門(23)上部處于所述兩控制電機之間的間隔(31)，當電磁閥門(23)在打開狀態(tài)時將兩控制電機之間的間隔(31)和機身(I)內(nèi)部聯(lián)通；在機身(I)的尾部設(shè)置垂直尾翼(9)、方向舵(10);在機身(I)的尾部設(shè)置水平尾翼(12)、升降舵(11);方向舵 (10)、升降舵(11)均由設(shè)置在機身⑴尾部內(nèi)的舵機控制； 所述控制電機、電磁閥門(23)、一號電磁銷(8)、二號電磁銷(3)、所述舵機均與控制器(20)連接。
專利摘要空氣能高速直升飛機機身做成流線型殼體。蓄電池、控制器、儀器儀表設(shè)置在機身內(nèi)的艙室內(nèi)。氣壓、溫度及濕度傳感器探入機身內(nèi)。在機身正上方聯(lián)接聯(lián)接箱，在聯(lián)接箱左右兩側(cè)設(shè)置與箱內(nèi)控制電機聯(lián)接的機翼，在左、右機翼尖部設(shè)置一個螺旋槳，左、右螺旋槳的空心軸用穿過聯(lián)接箱及控制電機轉(zhuǎn)軸中孔的水平空心軸、錐齒輪副聯(lián)系。機身內(nèi)通過電磁閥門與聯(lián)接箱內(nèi)、各空心軸、螺旋槳槳葉的氣道聯(lián)通。在槳葉端部的氣道出口垂直于槳葉后沿。傳感器、儀器儀表、蓄電池、控制電機、電磁閥門均與控制器連接。螺旋槳以注入機身內(nèi)的壓縮空氣從槳葉的出氣口噴出而旋轉(zhuǎn)。機尾有垂翼、方向舵、水平翼、升降舵?？刂茩C翼及其上的螺旋槳傾轉(zhuǎn)，飛機能高速直升和前飛。
文檔編號B64C27/04GK202987500SQ20122063202
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者劉新廣 申請人:劉新廣