一种旋翼飞行器的可旋转机翼制造技术

一种旋翼飞行器的可旋转机翼，涉及旋翼飞行器的机翼技术领域，特别是涉及旋翼飞行器的可旋转机翼技术领域;所述机翼两端通过倾转驱动装置与带有旋翼的动力舱相连接，所述机翼的中部固定在旋转轴的一端，旋转轴的另一端通过定位制动装置与飞行器的机身上部连为一体且与机身轴线垂直，使得机翼连带安装在其上的部件可绕旋转轴转动；所述机翼长度控制在旋翼直径的1.5～3.5倍，起降时机翼端部的线速度控制在17m/s～56m/s，降低了旋翼飞行器垂直起降时所需30%～40%的发动机功率，实现了降低油耗和降低飞行器重量以及降低飞行器的生产成本、使用成本的目的，进一步提高了飞行器的承载能力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种旋翼飞行器的可旋转机翼，涉及旋翼飞行器的机翼
，特别是涉及旋翼飞行器的可旋转机翼
;所述机翼两端通过倾转驱动装置与带有旋翼的动力舱相连接，所述机翼的中部固定在旋转轴的一端，旋转轴的另一端通过定位制动装置与飞行器的机身上部连为一体且与机身轴线垂直，使得机翼连带安装在其上的部件可绕旋转轴转动；所述机翼长度控制在旋翼直径的1.5～3.5倍，起降时机翼端部的线速度控制在17m/s～56m/s，降低了旋翼飞行器垂直起降时所需30%～40%的发动机功率，实现了降低油耗和降低飞行器重量以及降低飞行器的生产成本、使用成本的目的，进一步提高了飞行器的承载能力。【专利说明】 一种旋翼飞行器的可旋转机翼
本专利技术涉及旋翼飞行器的机翼
，特别是涉及旋翼飞行器的可旋转机翼
。
技术介绍
目前，世界上飞行速度最快且量产的旋翼飞行器是美国的鱼鹰V-22倾转旋翼机。其是在固定机翼飞机的基础上，通过在机翼端部设置可倾转的旋翼来实现垂直起飞和高速飞行的，即起飞时旋翼的轴线与机身轴线垂直，平飞时旋翼的轴线与机身轴线平行。但由于两端安装旋翼的机翼是固定不动的，垂直起飞时仍需较大的发动机功率才能提升机身完成起飞。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是:降低旋翼飞行器垂直起降时所需的发动机功率。 本专利技术的技术方案是:为了降低旋翼飞行器垂直起降时所需的发动机功率，特提出一种旋翼飞行器的可旋转机翼，其结构如图1所示，包括机翼1，所述机翼I的两端通过倾转驱动装置2与带有旋翼3的动力舱4相连接，所述机翼I的中部固定在旋转轴5的一端，旋转轴5的另一端通过定位制动装置6与飞行器的机身上部连为一体且与机身轴线垂直，使得机翼I连带安装在其上的部件可绕旋转轴5转动。 如图2所示,所述动力舱4及旋翼3,通过倾转驱动装置2实施的前倾是旋翼3在机翼I上方、且动力舱4及旋翼3的轴线相对于旋转轴5的轴线向机翼I的前缘倾斜，范围为O。?90° ;通过倾转驱动装置2实施的后倾是旋翼3在机翼I上方、且动力舱4及旋翼3的轴线相对于旋转轴5的轴线向机翼I的后缘倾斜，范围定为0°?10°。 如图1所示，所述可旋转机翼，在垂直起飞时，关闭定位制动装置6使得机翼I可绕旋转轴5的轴线转动；并通过倾转驱动装置2调整使得机翼I两端相连的两个动力舱4连带旋翼3，一组前倾、另一组后倾、并倾斜相同的角度；动力舱4内的动力装置驱动旋翼3旋转，两旋翼的拉力产生一个垂直机身向上的合力和绕旋转轴5轴线旋转的合力矩；合力通过旋转轴5将飞行器拉起，合力矩驱动机翼I及中部固定设置旋转轴5绕其轴线旋转；起飞过程中通过倾转驱动装置2调整旋翼3的倾角，控制机翼I端部的线速度在一定范围内。 所述可旋转机翼，在完成起飞后，分别周期性的改变两个旋翼3的桨距和周期变距，使其在旋转轴5处产生一个使飞行器机头向下的力矩，使得机翼I的旋转平面前倾，进入前飞加速阶段；在加速过程中通过倾转驱动装置2同步减小机翼I两端的动力舱4的倾角，使飞行器前飞速度达到某一速度范围时动力舱4的倾角减小至0°，导致机翼I逐渐失去转动动力；在惯性的作用下，当机翼I的前缘转动到与飞行器飞行方向一致且与机身轴线垂直时，启动定位制动装置6将机翼I固定在与机身轴线垂直的位置；与此同时，通过倾转驱动装置2同步驱动两个动力舱4前倾90°，使其轴线与机身轴线平行进入飞行状态；如图2所示，此时双旋翼机构中的旋翼3充当螺旋桨作用拉动飞行器高速前飞，机翼I产生的升力将飞行器托起。 所述可旋转机翼，在降落时，通过倾转驱动装置2将动力舱4倾转到与机身轴线垂直的位置；当飞行器减速到某一速度范围时，关闭定位制动装置6使得机翼I可绕旋转轴5的轴线转动；并通过倾转驱动装置2将动力舱4连带旋翼3，一组前倾、另一组后倾、并倾斜相同的角度；随着飞行器飞行速度下降而调整其倾转角度，当飞行器前飞速度减小至O时，机翼I两端动力舱绕旋转轴5转动的线速度在一定范围内时，可实施垂直降落。 所述机翼I的翼展长度要选取合适，长度过大会增加过多的结构代价，因为起飞时整个机身的重量都由机翼I承担；机翼I过短，要保证机翼I两端的线速度会使旋翼3和动力舱4处的离心加速度过大，导致旋翼3的来流更加不对称，会使旋翼拖出的尾迹之间的距离过近增加旋翼之间的干扰；因此机翼I长度选取为旋翼3直径的1.5?3.5倍比较合适。 所述机翼I的旋转速度，机翼I旋转时其两端的线速度不应大于56m/s，因为线速度过大会使旋翼3和动力舱4处的离心力过大,旋翼3和发动机舱4的阻力增大,使旋翼拖出尾迹之间的距离减小，干扰增大；垂直起飞时，机翼I旋转其两端的线速度也不应小于17m/s,因为线速度过小不能很好地降低起飞时旋翼3所需要的功率；故此，应控制飞行器起飞或降落时，通过倾转驱动装置2调整使得机翼I两端相连的两个动力舱4连带旋翼3，一组前倾、另一组后倾、并倾斜相同的角度，使得机翼I旋转时其端部的线速度在17m/s?56m/s。 本专利技术的有益效果是:由于机翼两端通过倾转驱动装置与带有旋翼的动力舱相连接，所述机翼的中部固定在旋转轴的一端，旋转轴的另一端通过定位制动装置与飞行器的机身上部连为一体且与机身轴线垂直，使得机翼连带安装在其上的部件可绕旋转轴转动；所述机翼长度控制在旋翼直径的1.5?3.5倍，起降时机翼端部的线速度控制在17m/s?56m/s,降低了旋翼飞行器垂直起降时所需30%?40%的发动机功率，实现了降低油耗和降低飞行器重量以及降低飞行器的生产成本、使用成本的目的，进一步提高了飞行器的承载能力。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的可旋转机翼在垂直起飞时的示意图； 图2是本专利技术的可旋转机翼在飞行时的示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图与【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细描述: 一种旋翼飞行器的可旋转机翼，其结构如图1所示，包括机翼I，所述机翼I的两端通过倾转驱动装置2与带有旋翼3的动力舱4相连接，所述机翼I的中部固定在旋转轴5的一端，旋转轴5的另一端通过定位制动装置6与飞行器的机身上部连为一体且与机身轴线垂直，使得机翼I连带安装在其上的部件可绕旋转轴5转动。 取机翼I的翼展长度为旋翼3直径的三倍，取旋翼的最大桨盘载荷为75kg/m2。此可旋转机翼在飞行器垂直起飞时，机翼I两端绕旋转轴5转动的线速度不大于50m/s。 将此可旋转机翼安装在飞行器的顶部，并保证可旋转机翼围绕旋转轴5转动时与机身不发生干涉；垂直起飞时关闭定位制动装置6，通过倾转驱动装置2调整使得机翼I两端相连的两个动力舱4连带旋翼3，一组前倾、另一组后倾、并倾斜相同的3°角；动力舱4内动力装置驱动旋翼3旋转,两旋翼的拉力产生一个垂直机身向上的合力和绕旋转轴5转动的合力矩。合力矩通过旋转轴5将机身拉起，合力矩驱动机翼I及中部固定设置的旋转轴5转动；起飞过程中通过倾转驱动装置2调整旋翼3的倾角，控制机翼I端部的线速度在30?50m/s之间。 起飞后，分别周期性的改变两个旋翼3的桨距和周期变距，使其在旋转轴5处产生一个使飞行器机头向下的力矩，进而使机翼I的旋转平面前倾，进入前飞加速阶段；加速过程中通过倾转驱动装置2同步减少机翼I的两端的动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋翼飞行器的可旋转机翼，包括机翼(1)，所述机翼(1)的两端通过倾转驱动装置(2)与带有旋翼(3)的动力舱(4)相连接，其特征在于：所述机翼(1)的中部固定在旋转轴(5)的一端，旋转轴(5)的另一端通过定位制动装置(6)与飞行器的机身上部连为一体且与机身轴线垂直，使得机翼(1)连带安装在其上的部件可绕旋转轴(5)转动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冲，李杰，朱璟，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36