專利名稱：垂直起降飛機的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種飛機，更具體地說，它涉及一種垂直起降飛機。
背景技術：
到目前為止，垂直起降飛機先后研制過五大類型尾座式、傾轉動力裝置 式、推力轉向式、專用升力動力裝置式和上述后三類的混合配置式，典型代表 如美國波音公司的V-22傾轉旋翼機，英國的"鷂"式偏轉噴管方式垂直起降飛 機，美國洛克希德'馬丁公司的F-35使用升力風扇和帶轉向矢量噴管的加力式渦 輪風扇發動機的短距起飛/垂直降落飛機。上述幾種垂直起降、短矩起飛/垂直 降落飛機均已投入使用，由于不需要專門的機場和跑道，使其在增加戰爭中的 機動性和靈活性方面起得較好的效果。但同時也有許多重大的缺點，傾轉旋翼 機由于旋翼直徑大，平飛時速度只能在400公里/小時以內，"鷂"式偏轉噴管 方式垂直起降飛機，由于要實現垂直起降，飛機的起飛重量只能是發動機推力 的83%-85%，這就使飛機的有效載荷大大受到限制，影響了飛機的載油量和航程， 同時，飛機垂直起飛時發動機工作在最大狀態，耗油量極大，限制了飛機的作 戰半徑，而美國洛克希德'馬丁公司研制的F-35采用升力風扇和帶轉向矢量噴管 的短距起飛/垂直降落，由于升力風扇和帶轉向矢量噴管產生的升力不足以使飛 機實現垂直起降，只能忍痛改為短距起飛/垂直起降，使飛機的機動靈活性大打 折扣，而要大幅增加發動機功率在目前技術條件下是很難的。
發明內容
本發明克服了現有技術的不足，提供了一種結構簡單、易于生產制造、能垂直起降并能高速平飛的垂直起降飛機，為了解決卜述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的，本發明的垂直起降飛機包括駕駛艙、機身、航空發動機、機翼、水平尾翼、垂直尾翼和飛機控制系統，所述垂直起降飛機機身上部裝有旋翼，旋翼上裝有旋翼自動定位裝置，旋翼與旋翼軸連接，旋翼軸與減速器、旋翼軸伸縮裝置連接，旋翼軸上裝有旋翼軸自動定位裝置，機身頂部裝有可啟閉的旋翼艙，航空發動機經傳動軸、離合器與減速器連接，航空發動機后部裝有轉向矢量尾噴管。
所述的垂直起降飛機，機身上部的旋翼結構可為共軸反轉雙旋翼，旋翼軸為共軸反轉旋翼軸。
所述的垂直起降飛機，減速器經與之相對應的傳動軸、離合器可與多臺航空發動機連接，垂直尾翼上裝有輔助航空發動機。
所述的垂直起降飛機，艽航空發動機前裝有螺旋漿，輔助航空發動機后裝有螺旋漿。
所述的垂直起降飛機，旋翼艙前、后部分別裝有旋轉方向相反的旋翼和與之對應連接的旋翼自動定位裝置、旋翼軸、減速器、旋翼軸自動定位裝置、旋翼軸伸縮裝置、傳動軸、航空發動機，垂直尾翼向下安裝。
所述的垂直起降飛機機身上部的旋翼結構為共軸雙旋翼，旋翼軸為共軸反轉旋翼軸，航空發動機前部經離合器、傳動軸與螺旋漿連接，后部經離合器、傳動軸與減速器連接，機身頂后部裝有可調旋翼固定桿。由于采用上述技術方案，本發明提供的垂直起降飛機有益效果是結構簡單可靠，航空發動機使用效率大幅提高，垂直起降時在相同功率下旋翼產生的升力是現有其它形式垂直起降飛機的數倍甚至十多倍，可輕而易舉地實現垂直起降，轉入平飛時，由于旋翼縮入旋翼艙內，使其能以普通飛機一樣的速度正常飛行，必需時飛行速度可達到或超過音速，而不必額外大幅增加航空發動機功率。
圖1是本發明的第一個實施例原理結構示意圖；圖2是本發明的第二個實施例原理結構示意圖；圖3是本發明的第三個實施例原理結構示意圖；圖4是本發明的第四個實施例原理結構示意圖；圖5是本發明的第五個實施例原理結構示意圖；圖6是本發明的第六個實施例原理結構示意圖。
圖中駕駛艙l旋翼艙2旋翼軸3旋翼自動定位裝置4旋翼5垂直尾翼6水平尾翼7轉向矢量尾噴管8機翼9航空發動機10傳動軸11離合器12減速器13旋翼軸伸縮裝置14旋翼軸自動定位裝置15機身16輔助航空發動機17螺旋漿18可調旋翼固定桿19可轉向垂直尾翼20
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
在圖1中，垂直起降飛機由駕駛艙1、機身16、航空發動機10、機翼9、水平尾翼7、垂直尾翼6和控制系統構成，機身16上部裝有旋翼5，旋翼5上裝有旋翼自動定位裝置4，旋翼5與旋翼軸3連接，旋翼軸3與減速器13、旋翼軸伸縮裝置14連接，旋翼軸3上裝有旋翼軸自動定位裝置15，機身16頂部裝有可啟閉的旋翼艙2，航空發動機10經傳動軸11、離合器12與減速器13連接，航空發動機10后部裝有轉向矢量尾噴管8。飛機的外形設計基本與普通飛機設計相似，而在飛機頂部設置有可啟閉的旋翼艙2，飛機垂直起降時旋翼艙2打開，旋翼軸伸縮裝置14將旋翼軸3和與之連接的旋翼5伸出旋翼艙2外，圖中旋翼軸3為可伸縮的花鍵軸式傳動結構，航空發動機10工作，經傳動軸ll、離合器12、減速器13帶動旋翼軸3和與旋翼軸3連接的旋翼5旋轉，旋翼5為與旋翼軸3上端分上下層對稱排列連接，相互叉開的兩組對稱排列的旋翼片構成，相對應的兩片旋翼之間裝有旋翼自動定位裝置4，旋翼自動定位裝置4由彈性部件和限位部件構成，旋翼5旋轉時，由于強大的離心力大于旋翼自動定位裝置4的收縮力使旋翼5成X形旋轉，旋翼5旋轉時產生向上升力，帶動飛機垂直起降，同時對飛機產生一反作用力，此反作用力通過砣螺儀控制轉向矢量尾噴管8向反作用力相反方向和向下噴氣產生的反作用力平衡，使飛機穩定上升和前進，當飛機升到一定高度轉至平飛時，經離合器12將減速器13與傳動軸11斷開，轉向矢量尾噴管8轉向后方，推動飛機加速飛行，減速器13與傳動軸ll斷開后，旋翼5停止旋轉，旋翼5失去離心力，旋翼自動定位裝置4將旋翼5自動收攏，旋翼軸自動定位裝置15由定位部件和鎖緊部件構成，旋翼軸自動定位裝置15將旋翼軸3固定在旋翼5收攏后與旋翼艙2平行的位置，然后開啟旋翼艙2，旋翼軸伸縮裝置14將旋翼軸3、旋翼5收縮進入旋翼艙2內，旋翼艙2關閉，飛機進入正常平飛狀態，旋翼軸伸縮裝置14由液壓伸縮構件及其相關部件構成。圖2中垂直起降飛機裝于機身16上部的旋翼5結構形式為共軸雙旋翼，旋翼軸3為共軸反轉旋翼軸，由于采用共軸反轉雙旋翼，旋翼產生的反作用力互相抵消，使飛機可平穩垂直起降，此時轉向矢量尾噴管8只需轉向下方和后方為飛機提供輔助升力和前進推力。
圖3中，減速器13可與多臺航空發動機連接，航空發動機10與離合器12連接，可轉向垂直尾翼20上裝有輔助航空發動機17，減速器13經對應的兩付傳動軸11、離合器12與平行放置的兩臺航空發動機10連接，離合器12分別裝于兩臺航空發動機10上，其垂直起降工作原理與圖l相同，旋翼5產生的反作用力由砣螺儀控制裝于可轉向垂直尾翼20上的輔助航空發動機17的方向以控制平衡及產生向前推力，飛機平飛后，調整裝于可轉向垂直尾翼20上的輔助航空發動機17噴口向后產生推力輔助飛機前進，操縱裝于可轉向垂直尾翼20上的輔助航空發動機17的方向還可輔助飛機轉向。
圖4中，并排放置的4臺航空發動機10前裝有螺旋漿18，輔助航空發動機17后裝有螺旋漿18，其垂直起降、平飛的工作原理和圖3所示的實施例相同，圖中旋翼5由對稱上下交叉放置的6片旋翼構成，如需增加旋翼片數量，必須成對增加，以便旋翼收攏時能相互錯開。
圖5中，垂直起降飛機的旋翼艙2前后分別裝有旋轉方向相反的兩組旋翼5和與之對應的旋翼自動定位裝置4、旋翼軸伸縮裝置14、減速器13、傳動軸11、離合器12、航空發動機10，航空發動機10分兩組，前面一組為兩臺平行放置的航空發動機IO，提供前面的旋翼5垂直起降動力及前飛動力，后面為單臺放置于機尾部的航空發動機10，提供后面旋翼5垂直起降動力及前飛動力，前后旋翼5由于旋轉方向相反，使前后旋翼5產生的反作用力互相抵消，因而可使垂直起降飛機平穩起降，由于旋翼5后置，垂直尾翼6向下安裝。圖6中，垂直起降飛機裝于機身16上部的旋翼5結構形式為共軸雙旋翼，旋翼軸3為共軸反轉旋翼軸，由于采用共軸反轉雙旋翼，旋翼產生的反作用力互相抵消，使飛機可平穩垂直起降。航空發動機10前部經離合器12、傳動軸11與螺旋漿18連接，后部經離合器12、傳動軸11與減速器13連接，機身16頂后部裝有可調旋翼固定桿19，可調旋翼固定桿19在垂直起降飛機垂直起降時收起，飛機平飛時伸出固定旋翼5后部，使其平飛時不讓旋翼5產生擺動。
權利要求
1、一種垂直起降飛機，包括駕駛艙(1)、機身(16)、航空發動機(10)、機翼(9)、水平尾翼(7)、垂直尾翼(6)和控制系統，其特征在于機身(16)上部裝有旋翼(5)，旋翼(5)上裝有旋翼自動定位裝置(4)，旋翼(5)與旋翼軸(3)連接，旋翼軸(3)與減速器(13)、旋翼軸伸縮裝置(14)連接，旋翼軸(3)上裝有旋翼軸自動定位裝置(15)，機身(16)頂部裝有可啟閉的旋翼艙(2)，航空發動機(10)經傳動軸(11)、離合器(12)與減速器(13)連接，航空發動機(10)后部裝有轉向矢量尾噴管(8)。
2、 根據權利要求1所述的垂直起降飛機，其特征在于旋翼(5)結構為共 軸反轉雙旋翼，旋翼軸(3)為共軸反轉旋翼軸。
3、 根據權利要求1所述的垂直起降飛機，其特征在于減速器(13)可與多 臺航空發動機連接，航空發動機(10)與離合器(12)連接，可轉向垂直尾翼(20)上裝有輔助航空發動機(17)。
4、 根據權利要求1或3所述的垂直起降飛機，其特征在于航空發動機(10) 前裝有螺旋漿(18)，輔助航空發動機(17)后裝有螺旋漿(18)。
5、 根據權利要求1或3所述的垂直起降飛機，其特征在于旋翼艙(2)前、 后部分別裝有旋翼(5)和與之相對應的旋翼軸(3)、旋翼自動定位裝置(4)、減 速器(13)、旋翼軸自動定位裝置(15)、旋翼軸伸縮裝置(14)、傳動軸(11)、 航空發動機(10)，垂直尾翼(6)向下安裝。
6、 根據權利要求1或2所述的垂直起降飛機，其特征在于機身(16)上部 的旋翼(5)結構為共軸雙旋翼，旋翼軸(3)為共軸反轉旋翼軸，航空發動機(10)前部經離合器(12)、傳動軸(11)與螺旋漿(18)連接，后部經離合器 (12)、傳動軸(11)與減速器(13)連接，機身(16)頂后部裝有可調旋翼固 定桿(19)。
全文摘要
本發明公開了一種垂直起降飛機，旨在提供一種結構簡單、易于生產制造、能垂直起降并能高速平飛而不必額外大幅增加航空發動機功率的垂直起降飛機，包括駕駛艙、機身、航空發動機、機翼、水平尾翼、垂直尾翼和控制系統，機身上部裝有旋翼，旋翼上裝有旋翼自動定位裝置，旋翼與旋翼軸連接，旋翼軸與減速器、旋翼軸伸縮裝置連接，旋翼軸上裝有旋翼軸自動定位裝置，機身頂部裝有可啟閉的旋翼艙，航空發動機經傳動軸、離合器與減速器連接，航空發動機后部裝有轉向矢量尾噴管，飛機垂直起降時旋翼艙開啟，旋翼和旋翼軸伸出旋翼艙，平飛時旋翼軸和旋翼縮進旋翼艙內，旋翼艙關閉，本發明的主要用途是提供一種能垂直起降又能高速平飛的垂直起降飛機。
文檔編號B64D35/08GK101602403SQ20081005852
公開日2009年12月16日 申請日期2008年6月12日 優先權日2008年6月12日
發明者張慶柳 申請人:張慶柳