一种涵道直升飞机制造技术

一种涵道直升飞机，由机身、动力装置、涵道风扇或螺旋桨、方向舵、推进导流罩及操控系统组成。涵道置于机身的中部，连接机身前段与后段的过桥经过涵道口上方，动力装置置于过桥，同轴对转的风扇或螺旋桨置于涵道内，并通过传动机构与动力装置连接，方向舵在涵道内壁风扇或螺旋桨的下方，舵面竖直并向涵道中心伸展，推进导流罩折叠于机身前段的涵道口下沿，并向涵道中心方向展开。本发明专利技术充分利用涵道风扇或螺旋桨推动的下洗气流，通过可折叠推进导流罩和涵道内方向舵对其的矢量控制，可实现飞机的升降、悬停、前进、转向等基本动作，还可实现前后左右平移的姿态调整动作，且具有结构紧凑、气动噪声低、安全性高的特点，可用作有人机或无人机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种涵道直升飞机，尤其是涉及一种涵道靠近飞机中心位置的垂直起降直升飞机，属航空领域。
技术介绍
涵道风扇或涵道风扇式螺旋桨系统相对于同样直径的孤立风扇或自由螺旋桨，在同样功率消耗的情况下，会产生较大的拉力，据研究数据显示可达到1.4倍左右。这主要是由于涵道抑制了风扇或螺旋桨的叶尖涡流的形成，使之不能产生诱导阻力，降低了尾流的能量损失，同时涵道唇口也产生一定的附加升力。另外、由于涵道的环括保护作用，工作时的风扇或螺旋桨产生的气流冲击噪声明显降低，并提高了其使用的安全性。因此，涵道风扇或螺旋桨系统具有垂直升力大、结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好的特点，作为一种推力或升力装置自上世纪五十年代起开始在垂直起降和短距离起降飞行器中得到应用。纵观现有涵道风扇或涵道风扇式螺旋桨系统的应用，大多为垂直起降和短距离起降飞行器中的垂直升力系统，水平移动时要靠其它系统推动。即使是倾转式涵道风扇或涵道风扇式螺旋桨系统也不能同时兼顾好升力和推力，平飞时要另设机翼提供升力。因此，现有技术中还没有独立的涵道风扇或涵道风扇式螺旋桨单系统，能够独自完成升力、推力的产生和飞行器姿态的调整。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种涵道靠近飞机中心位置的涵道直升飞机，充分利用涵道风扇或涵道风扇式螺旋桨的下洗气流，通过对下洗气流的矢量控制，实现飞行器的升降、悬停、前进、转向、等基本动作，并通过涵道内舵的舵面控制，实现对飞行器进行前后左右平移的姿态调整，这是现在直升机所办不到的。本专利技术可以使用一套涵道风扇或涵道风扇式螺旋桨单系统就可完成直升飞机的所有技术动作，同时与现有直升飞机相比，具有结构紧凑、气动噪声低、使用安全性高的特点。本专利技术的目的是这样实现的：一种涵道直升飞机，由机身、动力装置、涵道风扇或螺旋桨、方向舵、推进导流罩及操控系统组成。涵道风扇或螺旋桨的涵道置于机身的中部，连接机身前段与后段的过桥经过涵道进气口的上方，动力装置置于过桥，或卧置或竖置；同轴对转的风扇或螺旋桨置于涵道内，风扇或螺旋桨旋转轴与涵道轴线同轴或有安装角，并通过传动机构与动力装置相连接；至少一方向舵置于涵道内风扇或螺旋桨下方的内壁上，向涵道横截圆中心伸展，或前或后，或左或右设置，舵面竖直安装，舵轴与涵道横截面垂线垂直或有安装角；可折叠推进导流罩折叠于靠机身前段的涵道出气口下沿，并向涵道中心轴线方向展开。由于推进导流罩展开后，一部分下洗气流改变了向下的流向，涵道前部会丧失一部分升力，因为这部分升力是在推进力启动时的动态中丧失的，所以要在机身前段靠近涵道唇口处安置升力补偿机翼，对这部分丧失的升力进行动态补偿。置于涵道内壁的方向舵，成对布置，或前后对置，或左右对置，或前后左右对置，这样会使舵面效应成倍增加，可控制生成转向力，也可控制生成前后、左右平移力。为了加大本专利技术的载荷和提高安全性，在本专利技术上述构造的基础上，增设至少一自由螺旋桨于动力装置上方，并通过传动机构与动力装置相连接。为提高本专利技术飞行中的机动性，在机身后段低于涵道出气口的下部，设置可使机身能够俯仰的水平舵。左右两侧涵道的外壁上设置短翼，用以改善飞行器在飞行中对涵道风扇或涵道风扇式螺旋桨所提供升力的过度依赖。结合现代直升飞机技术，延展本专利技术的构思还获得一种涵道直升飞机，由机身、动力装置、
涵道风扇或螺旋桨、自由螺旋桨、倾斜器、方向舵及操控系统组成，其特征在于：涵道风扇或螺旋桨的涵道置于机身的中部，连接机身前段与后段的过桥经过涵道进气口的上方，动力装置置于过桥，或卧置或竖置；至少一风扇或螺旋桨置于涵道内与涵道同轴线或有安装角，并通过传动机构与动力装置相连接；至少一螺旋桨及倾斜器置于涵道外的动力装置的上方为自由螺旋桨，与涵道内的风扇或螺旋桨对转，或同轴或轴线前倾，并通过传动机构与动力装置相连接；至少一方向舵置于涵道内风扇或螺旋桨下方的内壁上，向涵道横截圆中心伸展，或前或后，或左或右设置，舵面竖直安装，舵轴与涵道横截面垂线垂直或有安装角。本专利技术上述涵道直升飞机还有一些共同的特点如下：为了加强过桥的稳固性，防止横向扭振，还有加强横梁连接过桥与左右涵道壁，其横截面或采用翼型并梁体扭转连接，不仅加固了过桥还可提供附加升力。左右两侧涵道的外壁上可挂载水上浮筒，也可挂载燃油箱，也可挂载设备舱，或搭载客舱，或它们混搭挂载，或它们同时挂载。前后起落架分别置于机身的前段和后段，用以稳固支撑飞行器，并在地面降落时起到缓冲作用，带轮时还可方便在地面移动。本专利技术的有益效果在于：首先是可以只使用一套涵道风扇或涵道风扇式螺旋桨单系统就可独立完成飞行和机动的所有技术动作，不需要另加推进风扇或螺旋桨，也不需要对系统进行倾转。二是风扇或螺旋桨直接从上方吊入涵道，缩短了动力的传输距离提高了传动效率，并且涵道内没有支撑梁等遮挡物，使气流更通畅。三是具有结构紧凑、气动噪声低、使用安全性高的特点。四是无人直升机的理想技术方案，它的外形整洁(第一实施方式)可在狭小空域内执行任务，即使与障碍物轻度接触也不会立即造成坠机事故，具有很强的抗碰撞能力。附图说明图1是本专利技术第一实施方式总体结构图；图2是本专利技术第一实施方式在地面和垂直起飞状态示意图；图3是本专利技术第一实施方式在空中飞行状态示意图；图4是本专利技术第一实施方式三瓣折叠推进导流罩组合与分解的构造示意图；图5是本专利技术第一实施方式三瓣折叠推进导流罩折叠后剖视图和局部放大图；图6是本专利技术第一实施方式三瓣折叠推进导流罩展开后的剖视图；图7是本专利技术第一实施方式方向舵位置示意图；图8是本专利技术第一实施方式加强横梁局部放大剖切示意图；图9是本专利技术第二实施方式总体结构示意图；图10是本专利技术第三实施方式总体结构示意图；图11是本专利技术第四实施方式的前视图；图12是本专利技术第四实施方式的俯视图；具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式做进一步详细的描述。第一实施方式图1示出了第一实施方式的主要
技术实现思路
，本实施方式是本专利技术的基础实施方式，本专利技术关键技术特征均包含于此，所述涵道直升飞机包括：机身101、机身前段102、涵道103、机身后段104、机身过桥105、动力装置106、上涵道风扇或螺旋桨107、下涵道风扇或螺旋桨108、折叠
推进导流罩109、方向舵110、补偿翼111、水平舵112、加强横梁113、前起落架114、后起落架115、加强纵梁116、驾驶舱风挡玻璃117及操控系统。机身101被涵道103隔断成机身前段102和机身后段104，机身过桥105跨过涵道103上口连接机身前段102和机身后段104，使机身保持完整，机身前段102主要是操控台和驾驶舱，机身后段104主要搭载设备舱等不可消耗的固定载荷；机身过桥105是安装动力装置106的最佳载体和最佳位置，并且安装方式可卧置安装也可竖置安装，同时，燃油箱也可就近在机身过桥105上设置；涵道103的轴线与飞机的质心重合或极其接近，并与飞机纵向竖剖面平行；上涵道风扇或螺旋桨107、下涵道风扇或螺旋桨108采用大刚性材料制成，并据实验数据确定相互间距，减小相互间过于干涉，同时，防止叶尖过度上翘或在紊乱的气流中相互碰撞，桨轴采用套筒同轴对转且通过变速器被传动于动力装置106；图2示出了本实施方式在地面和起飞及降落时的状态，这时，折叠推进导流罩10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涵道直升飞机，由机身、动力装置、涵道风扇或螺旋桨、方向舵、推进导流罩及操控系统组成，其特征在于：涵道风扇或螺旋桨的涵道置于机身的中部，连接机身前段与后段的过桥经过涵道进气口的上方，动力装置置于过桥，或卧置或竖置；同轴对转的风扇或螺旋桨置于涵道内，风扇或螺旋桨旋转轴与涵道轴线同轴或有安装角，并通过传动机构与动力装置相连接；至少一方向舵置于涵道内风扇或螺旋桨下方的内壁上，向涵道横截圆中心伸展，或前或后，或左或右设置，舵面竖直安装，舵轴与涵道横截面垂线垂直或有安装角；全刚性材料的或柔性材料加刚性骨架的可折叠推进导流罩折叠于靠机身前段的涵道出气口下沿，并向涵道中心轴线方向展开。

【技术特征摘要】
1.一种涵道直升飞机，由机身、动力装置、涵道风扇或螺旋桨、方向舵、推进导流罩及操控系统组成，其特征在于：涵道风扇或螺旋桨的涵道置于机身的中部，连接机身前段与后段的过桥经过涵道进气口的上方，动力装置置于过桥，或卧置或竖置；同轴对转的风扇或螺旋桨置于涵道内，风扇或螺旋桨旋转轴与涵道轴线同轴或有安装角，并通过传动机构与动力装置相连接；至少一方向舵置于涵道内风扇或螺旋桨下方的内壁上，向涵道横截圆中心伸展，或前或后，或左或右设置，舵面竖直安装，舵轴与涵道横截面垂线垂直或有安装角；全刚性材料的或柔性材料加刚性骨架的可折叠推进导流罩折叠于靠机身前段的涵道出气口下沿，并向涵道中心轴线方向展开。2.根据权利要求1所述的涵道直升飞机，其特征在于：还有升力补偿机翼安置在机身前段靠近涵道唇口处。3.根据权利要求1所述的涵道直升飞机，其特征在于：还有成对的方向舵对置于涵道内壁，或前后对置，或左右对置，或前后左右对置。4.根据权利要求1所述的涵道直升飞机，其特征在于：还有至少一自由螺旋桨置于动力装置上方，并通过传动机构与动力装置相连接。5.根据权利要求1所述的涵道直升飞机，其特征在于：还有水平舵置于机身后段低于涵道出气口的下部。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，郎勇，
申请(专利权)人：李宁，郎勇，
类型：发明
国别省市：河北;13