一种发动机随转多模复合式高速直升机制造技术

本发明专利技术提出一种发动机随转多模复合式高速直升机，属于直升机技术领域，包括机身

【技术实现步骤摘要】
一种发动机随转多模复合式高速直升机


[0001]本专利技术涉及直升机
，具体涉及一种发动机随转多模复合式高速直升机
。

技术介绍

[0002]传统直升机前飞和滞空的动力来自于旋翼的高速转动，直升机飞行速度越快，意味着旋翼转速就越快，在大速度平飞时前行桨叶接近声速，后行桨叶出现反流区，带来旋翼升力降低
、
阻力及功率需求激增
。
综合材料结构强度
、
经济性
、
航程等约束条件，常规构型直升机的最大巡航速度通常在
300km/h
左右
。
由于直升机能够垂直起降
、
自由悬停，在高度竞争环境力量快速投送
、
灾害应急搜救
、
近距离空中支援等方面发挥着不可替代的作用，而提升直升机巡航速度能够抓牢唯快不破的战场制胜法则
。
[0003]最大巡航速度超过
300km/h
的直升机可称为高速直升机
。
根据已知高速直升机的构型特征
、
技术特点
、
飞行与操纵原理，可将现有高速直升机分为：复合式
、
倾转式和停转式
。
[0004]复合式高速直升机是在传统单旋翼或共轴双旋翼直升机基础上，安装固定机翼和水平推进装置的直升机
。
起飞
、
悬停和着陆由旋翼产生的升力来完成，前飞时所需的拉力主要由水平推进装置产生
。
单旋翼复合式高速直升机由于需要额外加装涡喷发动机，导致直升机重量
、
成本
、
油耗均有较大幅度的增加，且因仍保留用于平衡反转扭矩的尾桨，此类直升机的能量利用率
、
可靠性相对较低，经济性较差
。
另外由于还存在尾桨故障或在战场被击中尾桨使直升机失控的安全风险，因而除完成试验样机试制后，并未大量生产装备
。
共轴双旋翼复合式高速直升机由于利用共轴反转的两副旋翼，使得无需尾桨平衡反转扭矩，发动机的能量利用率有所提升，但额外增加的发动机依然导致直升机重量
、
成本
、
油耗均有较大幅度的增加
。
为减少传统双旋翼轴过长带来的阻力，同时又避免双旋翼在旋转时出现碰撞，目前多采用“前行桨叶概念”，基于共轴刚性反转的旋翼系统设计，对旋翼的刚度要求高，在重量
、
尺寸
、
强度
、
刚度等多重约束下，旋翼的设计难度大，价格高昂
。
刚性旋翼传递到翼毂上的力矩远大于传统有铰式旋翼，而由于上下旋翼共轴反转，等于是把这个力矩翻倍，为承受这样大力矩的翼毂结构
、
重量设计难度均会大幅提升
。
此外，共轴双旋翼还需要更为复杂的操纵系统
、
为了降低这种新构型直升机存在的巨大振动而采用的主动振动控制系统都增大了该类型直升机的空重比
。
[0005]倾转式高速直升机通过在固定翼飞机机翼两端对称安装可在水平位置与垂直位置之间转动的旋翼倾转系统组件，当飞机垂直起飞和着陆时，旋翼轴垂直于地面，呈横列式直升机飞行状态，并可在空中悬停
、
前后飞行和侧飞；当飞机平飞时，旋翼轴平行于地面，旋翼变为大尺寸螺旋桨产生拉动飞机前进的动力
。
主要代表有
V
‑
22
鱼鹰
、V
‑
280
等，最大速度均可达到
460km/h
以上
。
倾转式高速直升机兼顾了直升机与螺旋桨定翼机的特点，具有“跨界”特征
。
倾转式高速直升机具有振动小
、
噪声低的优点，但近地面机动能力比复合式要低，旋翼倾转系统使得结构
、
控制系统及动力系统十分复杂，成本大幅增加
、
可靠性有所降低
。
[0006]停转式高速直升机是通过控制气动部件在低速和高速状态的运行方式，实现兼顾
低高速飞行的目的
。
即低速状态旋翼旋转以提供气动力，高速状态桨叶停转或者收缩
(
盘翼旋翼机
)
，以固定翼机方式提供气动力
。
主要代表有美国
X
‑
50A“蜻蜓
(Dragon
‑
fly)”、“X
‑
Wing”项目，停转类是一种较新颖的高速直升机，兼顾了直升机的特点，并通过喷气发动机等可实现更高速度的飞行
。
缺点是旋翼系统要兼顾旋转和固定
/
收缩状态，气动效率较低，且在转为固定翼状态时需要旋翼具有能够承载整机载荷的高刚度和强度，无疑需要大幅增加旋翼的结构重量，并且飞行控制系统更为复杂，部分核心关键技术尚未取得实质性突破
。
[0007]综上，目前已知的各类高速直升机，虽然飞行速度较传统直升机有了较大程度的提升，但多采取额外增加动力系统
、
采用特种材料旋翼
、
使用复杂的结构和控制系统设计，由此带来重量
、
成本增大，寿命
、
安全性
、
续航里程降低等问题，导致除
V
‑
22
等少数型号外，其他高速直升机仍多停留在测试试验状态，并未得到量产
。
[0008]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在于加深对本专利技术总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术
。

技术实现思路

[0009]为解决上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种发动机随转多模复合式高速直升机
。
[0010]一种发动机随转多模复合式高速直升机，包括机身
、
旋翼
、
动力系统
、
传动系统，还包括螺旋桨；动力系统包括进气道
、
动力舱
、
发动机
、
升力风扇
、
百叶窗舵；传动系统包括输出轴
、
主齿轮
、
传动轴
、
从动齿轮
、
旋翼轴
、
万向节
、
螺旋桨轴
、
水平离合器
、
垂直离合器；旋翼包括翼毂和安装在翼毂上的至少两片旋翼叶片；
[0011]机身是承载机上设备及保持飞行所需气动外形的结构体，包括位于中部两侧对称的两片固定翼，位于尾部的水平尾翼
、
升降舵
、
垂直尾翼
、
方向舵，位于底部的起落架，以及位于顶部的倾转机构；
[0012]动力舱固定安装于机身底部，设有进气口和排气口，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种发动机随转多模复合式高速直升机，包括机身
(1)、
旋翼
(2)、
动力系统
(3)、
传动系统
(5)
，其特征在于，所述高速直升机还包括螺旋桨
(4)
；所述动力系统
(3)
包括进气道
(31)、
动力舱
(32)、
发动机
(33)、
升力风扇
(34)、
百叶窗舵
(35)
；所述传动系统
(5)
包括输出轴
(51)、
主齿轮
(511)、
传动轴
(52)、
从动齿轮
(521)、
旋翼轴
(53)、
万向节
(531)、
螺旋桨轴
(54)、
水平离合器
(55)、
垂直离合器
(56)
；所述旋翼
(2)
包括翼毂
(21)
和安装在翼毂
(21)
上的至少两片旋翼叶片
(22)
；所述机身
(1)
是承载机上设备及保持飞行所需气动外形的结构体，包括位于中部两侧对称的两片固定翼
(11)
，位于尾部的水平尾翼
(12)、
升降舵
(13)、
垂直尾翼
(14)、
方向舵
(15)
，位于底部的起落架
(16)
，以及位于顶部的倾转机构
(17)
；所述动力舱
(32)
固定安装于机身
(1)
底部，设有进气口和排气口，进气口与进气道
(31)
相连，进气道
(31)
开口朝向机身
(1)
头部；发动机
(33)
和升力风扇
(34)
同轴串联固定，沿输出轴
(51)
方向安装在动力舱
(32)
内，发动机
(33)
与动力舱
(32)
间只保留发动机
(33)
绕输出轴
(51)
方向旋转的一个自由度，隔离发动机
(33)
与机身
(1)
间的扭转力矩传递通路，发动机
(33)
经过配平处理，与升力风扇
(34)
整体绕输出轴
(51)
同步自由回转；所述百叶窗舵
(35)
包括四组舵，位于动力舱
(32)
排气口，将排气口分为四个扇区，每组舵独立控制偏转方向，通过四组舵同向偏转或差动偏转，改变排气口气流方向，用于控制高速直升机进行俯仰
、
偏航
、
滚动偏转；所述输出轴
(51)
与发动机
(33)
动力输出端固连，输出轴
(51)
上套装有主齿轮
(511)
，传动轴
(52)
与输出轴
(51)
垂直，传动轴
(52)
上套装有从动齿轮
(521)
，输出轴
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沈军，
申请(专利权)人：中国长峰机电技术研究设计院，
类型：发明
国别省市：