垂直升降飞机制造技术

本发明专利技术描述了一种垂直升降飞机（1），包括：一对半翼（3）；第一转子和第二转子（4），所述第一转子和第二转子可围绕相关的第一轴线（B）旋转，并能在直升机模式与飞机模式之间相对于半翼（3）与第一轴线（B）一起围绕相关的第二轴线（C）倾斜；在使用中，第一轴线（B）在直升机模式中横切于垂直升降飞机（1）的纵向方向（A），并且，在使用中，第一轴线在飞机模式中基本平行于纵向方向（A）；第一转子和第二转子（4）可彼此独立地围绕相关的第二轴线（C）倾斜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种垂直升降飞机(convertiplane),即，具有可调的转子、能够选择性地呈现“飞机”结构和“直升机”结构的混合式飞机(hybrid aircraft)，在“飞机”结构中，转子定位成其轴线与飞机的纵向轴线基本平行，在“直升机”结构中，转子定位成其轴线与飞机的纵向轴线基本垂直且交叉，以兼具固定机翼涡轮螺旋桨飞机和直升机的优点。如上所述的调节其转子的能力使得垂直升降飞机像直升机一样起飞和着陆，SP，不需要跑道和沿着非常陡的轨道，以将地面噪声减到最小，例如，甚至是在市区起飞和着陆；并且使得垂直升降飞机像能够达到并保持大约500km/h的巡航速度、或以任何比直升机的大约300km/h的巡航速度高的速度、以及7500米的典型巡航高度(其大约是直升机的巡航高度的两倍)的飞机一样飞行，并且使得垂直升降飞机在大多数云体和大气扰动上方飞行。 换句话说，相对于传统的直升机，垂直升降飞机具有以下优点几乎两倍的巡航速度；对于给定的有效负载和燃料供应，基本两倍的飞行距离和时间，从而使得其运转起来更便宜；以及超过两倍的巡航高度，从而使得其对大部分飞行过程中的天气条件(云、湍流)不敏感。另一方面，相对于传统的飞机，垂直升降飞机具有以下优点能够盘旋，并能够在有限空间内，甚至是在市区，起飞和着陆。
技术介绍
目前，基本已知有两种垂直升降飞机结构“倾斜转子”和“机翼转子”。在“倾斜转子”结构中，半翼保持基本固定，仅是电机-转子组件相对于半翼旋转。此外,倾斜机构包括用于使相关转子倾斜的一对致动器(actuator)以及连接致动器的轴。在US 6，220, 545中或在US-A-2009/0256026中示出了“倾斜转子”结构和相关倾斜机构的实例。在“倾斜机翼”结构中，转子姿态通过使半翼和转子系统组件作为整体旋转来调节。在EP-A-1057724中示出了“倾斜机翼”结构的一个实例。因此，在“倾斜转子”结构和“倾斜机翼”结构两者中，转子同时倾斜。在两种结构中，每个转子基本包括围绕其自己的轴线旋转的轴以及铰接在轴上的多个叶片。每个叶片具有可变的冲角，即，这种叶片上的参考线和定义叶片与空气之间的相对运动的向量之间的可变角度。已知的垂直升降飞机包括用于在叶片围绕轴的轴线的旋转过程中循环地改变所有叶片的冲角的循环控制。换句话说，叶片的冲角在叶片相对于轴的轴线的角位置的基础上改变。该循环控制导致转子圆盘(rotor disk)相对于轴的固定轴线在特定方向上的倾斜。因此，转子圆盘的倾斜在特定方向上产生推力，因此，直升机在特定方向上前进。在已知的垂直升降飞机中，通过循环控制执行大范围的机动。例如，在已知的“倾斜转子”垂直升降飞机中，通过使一个转子的圆盘向前倾斜且同时使另一个转子的圆盘向后倾斜来控制直升机结构中的偏航。结果，一个转子在前向方向上产生推力且另一个转子在后向方向上产生推力。这两个推力彼此平行并交错，因此在垂直升降飞机上产生偏航力矩。换句话说，通过在已知的垂直升降飞机中使用循环控制来控制盘旋时的偏航。 结果，偏航控制导致作用于转子的轴上的相当大的控制力矩。这些控制力矩引起轴中的相当大的应力，这导致转子的使用寿命缩短并导致维修成本昂贵。在行业内感觉到需要减小通过偏航运动在转子元件上产生的应力，以增加转子的使用寿命并降低转子的维修成本。此外，参考已知的垂直升降飞机，最大偏航力矩以及由此偏航的及时性取决于转子叶片的冲角的最大变化并取决于转子的轴线之间的距离。因此，由于叶片的冲角的最大变化存在上限的事实而使降低偏航的及时性不利。在行业内感觉到需要尽可能地增加垂直升降飞机中的偏航的及时性。此外，还通过转子圆盘的倾斜，即，通过循环地改变叶片的冲角，来实现直升机模式和飞机模式之间的低速转换。最后，已知的垂直升降飞机以与传统的直升机非常相似的方式向后移动。更精确地，在直升机模式中，圆盘转子向后倾斜，以在垂直升降飞机上产生向后的推力。而且，在此情况中，转子的轴受到相当大的控制力矩，并由此受到相当大的所产生的应力。在行业内感觉到需要减小通过上述垂直升降飞机运动在转子元件上产生的应力，以增加转子的使用寿命并降低转子的维修成本。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是，提供一种设计为以简单、低成本的方式满足至少一个以上需求的垂直升降飞机。根据本专利技术，提供了一种垂直升降飞机，包括-一对半翼；-第一转子和第二转子，所述第一转子和第二转子可围绕相关的第一轴线旋转，并能在直升机模式和飞机模式之间相对于所述半翼与所述第一轴线一起围绕相关的第二轴线倾斜；在使用中，所述第一轴线在所述直升机模式中横切于所述垂直升降飞机的纵向方向，并且，在使用中，所述第一轴线在所述飞机模式中基本平行于所述纵向方向；所述第一转子和第二转子可彼此独立地围绕相关的第二轴线倾斜；所述垂直升降飞机进一步包括-第一致动器，操作地连接至所述第一转子，并适于使所述第一转子围绕相关的第二轴线倾斜；以及-第二致动器，操作地连接至所述第二转子，并适于使所述第二转子围绕相关的第二轴线倾斜；其特征在于，包括-飞行控制系统，适于彼此独立地控制第一致动器和第二致动器；所述第一致动器和第二致动器每个包括-固定部件；-活塞，可相对于所述固定部件滑动，并且在使用中由所述飞行控制系统控制；以及-杆，所述杆可围绕相关的所述第二轴线旋转，铰接至所述活塞，并连接至相关的所述第一转子和第二转子，以导致所述第一转子和第二转子围绕相关的第二轴线的倾斜。附图说明·将参考附图通过实例描述本专利技术的优选的非限制性实施方式，其中图I是处于飞机模式中的根据本专利技术的垂直升降飞机的透视图；图2是处于直升机模式中的图I的垂直升降飞机的透视图；图3是处于直升机模式和飞机模式之间的过渡模式中的图I和图2的垂直升降飞机的透视图；图4是处于第一操作结构中的图I至图3的垂直升降飞机的顶视图；图5是处于第二操作结构中的图I至图3的垂直升降飞机的顶视图；图6和图7是分别沿着图6的线VI-VI和VII-VII剖开的图4的第一元件的横截面；图8是处于第二操作结构中的图I至图3的垂直升降飞机的侧视图；图9是图I至图4的垂直升降飞机的另一元件的透视图，为了清楚起见，去除了一部分；图10是沿着图9的线X-X剖开的第四元件的横截面；图11至图17是图I至图4的垂直升降飞机的相应元件的透视图，为了清楚起见，去除了一部分；图18示意性地示出了图I至图17的垂直升降飞机的偏航。具体实施例方式图I至图3中的标号I整体上表示垂直升降飞机，即，能够以飞机模式(图I)或以直升机模式(图2)选择性地操作的混合式飞机。垂直升降飞机I基本包括-机身2，沿着垂直升降飞机I的纵向方向A延长；-一对半翼3，所述一对半翼在机身2的相对的相应侧面上伸出；以及-一对转子(rotor,旋翼)4。更详细地，机身2具有前端15和后端16，所述前端和后端沿着方向A彼此相对，并限定垂直升降飞机I的相对端。机身2还包括(图6):-前部12，容纳驾驶舱31;以及-后部13。每个转子4基本包括-壳体5 ；-轴6，由壳体可围绕相关轴线B旋转地支撑；以及-尖顶部14(ogive)，可与轴6成一体地围绕相关轴线B旋转。每个转子4还包括多个叶片27，在所示实施方式中是三个，所述多个叶片通过插入毂28而相对于轴6铰接。 详细地，转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直升降飞机（1），包括：？一对半翼（3）；？第一转子和第二转子（4），所述第一转子和第二转子能围绕相关的第一轴线（B）旋转，并能在直升机模式与飞机模式之间相对于所述半翼（3）与所述第一轴线（B）一起围绕相关的第二轴线（C）倾斜；在使用中，所述第一轴线（B）在所述直升机模式中横向于所述垂直升降飞机（1）的纵向方向（A），并且，在使用中，所述第一轴线在所述飞机模式中基本上平行于所述纵向方向（A）；所述第一转子和第二转子（4）能彼此独立地围绕相关的第二轴线（C）倾斜；所述垂直升降飞机（1）还包括：？第一致动器（52），操作地连接至所述第一转子（4），并适于使所述第一转子（4）围绕相关的第二轴线（C）倾斜；以及？第二致动器（52），操作地连接至所述第二转子（4），并适于使所述第二转子（4）围绕相关的第二轴线（C）倾斜；其特征在于，包括：？飞行控制系统（49），适于彼此独立地控制第一致动器和第二致动器（52）；所述第一致动器和第二致动器（50，52）每个包括：？固定部件（53）；？活塞（54），能相对于所述固定部件（53）滑动，并在使用中由所述飞行控制系统（49）控制；以及？杆（55），所述杆能围绕相关的所述第二轴线（C）旋转，铰接至所述活塞（54），并连接至相关的所述第一转子和第二转子（4），以导致所述第一转子和第二转子（4）围绕相关的第二轴线（C）的倾斜。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王明，
申请(专利权)人：奥格斯塔韦斯兰股份公司，
类型：发明
国别省市：