一種可矢量控制的旋翼機的制作方法
【專利摘要】本實用新型創造提供了一種可矢量控制的旋翼機，包括機身，所述機身底部設置有主桅桿；所述機身上方設置有旋翼結構，所述旋翼結構包括墊片和若干個均勻連接在墊片上的旋翼葉片，中軸立柱一端與主桅桿相連，所述中軸立柱另一端與位于墊片上端的旋翼頭相連；所述機身的后部對稱設置有兩個小翼，所述小翼正后方設置有尾翼，所述尾翼與小翼之間通過兩個對稱設置的連接桿相連；所述機身的機頭處設置有前起落架，所述兩小翼的端部處對稱設置有兩個后起落架。本實用新型創造所述的可矢量控制的旋翼機結構設計合理，由矢量合成控制，在方位、速度、調節機身俯仰穩定性、滾轉穩定性和速度穩定性等方面具有了更好的性能，提高了旋翼機的可操縱性和飛行的穩定性。
【專利說明】
一種可矢量控制的旋翼機
技術領域
[0001]本發明創造屬于旋翼機領域，尤其是涉及一種可矢量控制的旋翼機。
【背景技術】
[0002]旋翼機屬于自轉旋翼飛行器，一般以自轉旋翼作為升力面，加上推進裝置(如螺旋槳推/拉力)作為前進動力來實現飛行，現有的固定翼飛機在飛行轉彎過程中，存在由于橫側耦合作用需要傾側轉彎的問題，導致飛機高度下降，飛機的穩定性降低。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明創造旨在提出一種可矢量控制的旋翼機，以解決飛機在飛行轉彎時需側傾轉彎的問題。
[0004]為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的:
[0005]一種可矢量控制的旋翼機，包括機身，所述機身底部設置有沿所述機身長度方向延伸的主桅桿;所述機身上方設置有旋翼結構，所述旋翼結構包括墊片和若干個均勻連接在墊片上的旋翼葉片，所述墊片中部設置有安裝孔，所述安裝孔內設置有軸承，中軸立柱一端與主桅桿相連，所述中軸立柱另一端穿過安裝孔中的軸承后與位于墊片上端的旋翼頭相連;所述機身的后部對稱設置有兩個小翼，所述小翼的一端與機身相連，所述小翼另一端向機身外側延伸，所述小翼正后方設置有尾翼，所述尾翼包括與所述小翼平行的水平尾翼，所述水平尾翼兩端對稱設置有兩個主垂直尾翼，所述主垂直尾翼上設置有方向舵，所述水平尾翼上端均勻設置有若干個輔助垂直尾翼，所述水平尾翼上端位于主垂直尾翼與其相鄰的輔助垂直尾翼之間處設置有升降舵，所述主垂直尾翼與其同側的小翼之間通過連接桿相連;所述機身的機頭處設置有前起落架，所述兩小翼的端部處對稱設置有兩個后起落架;所述機身后端設置有矢量電機，所述矢量電機上設置有螺旋槳。
[0006]進一步的，所述墊片為帶有三個連接葉片的整體式結構，每個連接葉片之間采用弧形連接。
[0007]進一步的，所述旋翼葉片的數量為三個，分別與三個連接葉片相連，每個旋翼葉片與連接葉片的連接處設置有兩個安裝孔，離安裝圓心較近的安裝孔為螺絲螺母固定孔，離安裝圓心較遠的安裝孔為插銷孔，所述插銷孔內插有輕木插銷。
[0008]進一步的，每個旋翼葉片的前緣均嵌有一條沿旋翼葉片長度方向延伸的鐵絲。
[0009]進一步的，所述機身采用方形碳桿作為機身龍骨。
[0010]進一步的，所述機身前部設置有沿機身長度方向延伸的卡槽，所述卡槽內設置有可沿所述卡槽滑動的電池槽，所述電池槽內設置有電池。
[0011 ]進一步的，所述小翼的上表面為曲面。
[0012]相對于現有技術，本發明創造所述的可矢量控制的旋翼機具有以下優勢:
[0013]1、由于旋翼自轉，槳尖速度較小，因此不容易出現前行槳葉激波失速，前飛速度可以有較大提高，而且無需平衡反扭矩的尾槳，結構大大簡化；
[0014]2、旋翼依靠飛行過程中前方來流驅動其旋轉，旋翼始終處于自轉狀態，為旋翼機提供升力，一旦發動機停車，旋翼機也可以自動進入自轉下滑階段，不存在低速回避區，可以很好地保證飛行過程中的安全性；
[0015]3、正常降落時，通過旋翼操縱，可實現點式著陸，降低了對著陸地點的要求；
[0016]4、由矢量合成控制，在方位、速度、調節機身俯仰穩定性、滾轉穩定性和速度穩定性等方面具有了更好的性能，尤其通過在機身兩側各加一個小翼，與旋翼舵面形成矢量控制，提高了旋翼機的可操縱性和飛行的穩定性。
【附圖說明】
[0017]構成本發明創造的一部分的附圖用來提供對本發明創造的進一步理解，本發明創造的示意性實施例及其說明用于解釋本發明創造，并不構成對本發明創造的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1為本發明創造的結構示意圖；
[0019]圖2為本發明創造的尾翼的局部放大圖；
[0020]圖3為發明創造的墊片的結構示意圖。
[0021]附圖標記說明:
[0022]1-機身；2-墊片；201-連接葉片；202-插銷孔;203-螺絲螺母固定孔;204-安裝孔；3-旋翼葉片;4-中軸立柱;5-小翼;6-連接桿;7-尾翼;701-水平尾翼;702-升降舵;703-主垂直尾翼;704-方向舵;705-輔助垂直尾翼;8-前起落架;9-后起落架。
【具體實施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明創造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0024]在本發明創造的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明創造和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明創造的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明創造的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0025]在本發明創造的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明創造中的具體含義。
[0026]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明創造。
[0027]如圖1-3所示，一種可矢量控制的旋翼機，包括機身I，所述機身I采用方形碳桿作為機身龍骨，因為機身龍骨周圍部件均為平板結構，圓形碳桿與其接觸面積太小，容易發生旋轉錯位，而正方形結構增大碳桿與各部件的接觸面積，提高穩定性與安全度，解決了圓形結構承受不了過大扭矩以及圓形碳桿不易安裝固定的問題，所述機身I底部設置有沿所述機身I長度方向延伸的主桅桿。
[0028]所述機身I上方設置有旋翼結構，所述旋翼結構包括墊片2和若干個均勻連接在墊片2上的旋翼葉片3，每個旋翼葉片3的前緣均嵌有一條沿旋翼葉片3長度方向延伸的鐵絲作為旋翼葉片的配重，避免因風力原因使旋翼葉片3產生反旋現象，增強旋翼葉片3穩固性，使之不易變形，所述墊片2中部設置有安裝孔204，所述安裝孔204內設置有軸承，中軸立柱4一端與主桅桿相連，所述中軸立柱4另一端穿過安裝孔204中的軸承后與位于墊片2上端的旋翼頭相連，
[0029]旋翼頭是旋翼結構的主要受力部件，與俯仰操控軸和傾斜操控軸相連，旋翼結構通過旋翼頭所在的平面，繞軸承中心進行旋轉，并通過控制俯仰操控軸和側傾操控軸來控制旋翼的動作，對飛行姿態進行調整，所述旋翼頭處設置有預旋裝置，所述預旋裝置由齒輪傳動減速裝置和自動斷開裝置兩部分組成，在準備起飛狀態，旋翼葉片3通過齒輪傳動減速裝置與旋翼機的電機連接，當電機油門逐漸增加，旋翼機進入滑跑起飛階段，此時電機的功率大部分用于驅動螺旋槳，小部分用于帶動預旋裝置對旋翼葉片進行預旋，產生部分的升力及旋翼慣性，當飛機正常起飛之后，旋翼葉片轉速達到某一特定值時，自動斷開裝置生效，將旋翼與電機之間的傳動裝置斷開，此時旋翼葉片僅依靠前方來流驅動其旋轉，電機的功率全部用于驅動螺旋槳，預旋裝置可以大大縮短旋翼機所需的滑跑距離，減少旋翼機對于起飛風力的依賴程度，減少旋翼機起飛時對跑道的長度要求。
[0030]進一步的，所述墊片2為帶有三個連接葉片201的整體式結構，每個連接葉片201之間采用弧形連接，所述旋翼葉片3的數量為三個，分別與三個連接葉片201相連，整體式弧形墊片2的弧形結構相比圓形結構減少了部分面積，減輕飛機重量，相比三個獨立的墊片結構，增大了各旋翼葉片3之間的相互作用，加強了墊片2的結構強度，三塊突出的連接葉片201之間以弧形部分連接，延緩了墊片2的結構疲勞損傷，提高了旋翼的整體穩定度，并減少了旋翼差異對機身產生的不利影響，
[0031]每個旋翼葉片3與連接葉片201的連接處均設置有兩個安裝孔，離安裝圓心較近的安裝孔為螺絲螺母固定孔203，對旋翼葉片3的位置進行定位，離安裝圓心較遠的安裝孔為插銷孔202，所述插銷孔202內插有輕木插銷，當旋翼葉片3受力在一定應力范圍內時，輕木插銷也可以起到固定作用，兩點固定即可完全確定旋翼葉片3的位置，當旋翼葉片3受到的應力超過插銷的強度極限時，插銷斷裂，旋翼葉片3即可圍繞螺絲在旋翼頭的平面內進行旋轉運動，從而保護旋翼葉片3不容易因受到硬性損傷而被折斷，增長了旋翼葉片3的使用壽命O
[0032]所述機身I的后部對稱設置有兩個小翼5，所述小翼5的一端與機身I相連，所述小翼5另一端向機身I外側延伸，所述小翼5的上表面為彎曲面，根據伯努利原理，上表面氣流流速快，空氣對機翼的壓力較小，下表面氣流流速慢，空氣對機翼的壓力較大，這就產生了一個壓力差，也就產生了向上的升力，在轉彎時，小翼5能夠提供一個力矩，平衡旋翼作用在機身上的力矩，在起飛過程中，小翼5作為增升裝置，還能為旋翼機提供一部分升力，進一步縮短滑跑距離;在巡航過程中，小翼5類似于平衡桿，能起到提高飛機穩定性的作用，
[0033]所述小翼5正后方設置有尾翼7，所述尾翼7包括與所述小翼5平行的水平尾翼701，所述水平尾翼701兩端對稱設置有兩個主垂直尾翼703，所述主垂直尾翼703上設置有方向舵704，所述水平尾翼701上端均勻設置有若干個輔助垂直尾翼705，所述水平尾翼701上端位于主垂直尾翼703與其相鄰的輔助垂直尾翼705之間處設置有升降舵702，最外側的兩個主垂直尾翼703可以改變舵面偏轉角，使舵面形成一定的角度，控制旋翼機的偏航，內側的輔助垂直尾翼705幫助飛機平衡航向，提供飛機橫向靜穩定性，升降舵702舵面可以形成一定的角度，控制旋翼機的俯仰，所述主垂直尾翼703與其同側的小翼5之間通過連接桿6相連，增強了小翼和尾翼的一體性和穩定性。
[0034]該旋翼機采用前三點式起落架結構，所述機身I的機頭處設置有前起落架8，所述兩小翼的端部處對稱設置有兩個后起落架9。
[0035]所述機身I后端設置有矢量電機，所述矢量電機上設置有螺旋槳，矢量電機可在驅動螺旋槳進行旋轉的同時，在一定角度內改變電機中軸方向，從而產生不同方向的推力。
[0036]所述機身I前部設置有沿機身I長度方向延伸的卡槽，所述卡槽內設置有可沿所述卡槽滑動的電池槽，所述電池槽內設置有電池，可依靠電池重量來調整旋翼機的重心位置。
[0037]以上所述僅為本發明創造的較佳實施例而已，并不用以限制本發明創造，凡在本發明創造的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明創造的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種可矢量控制的旋翼機，其特征在于:包括機身(I)，所述機身(I)底部設置有沿所述機身(I)長度方向延伸的主桅桿； 所述機身(I)上方設置有旋翼結構，所述旋翼結構包括墊片(2)和若干個均勻連接在墊片(2)上的旋翼葉片(3)，所述墊片(2)中部設置有安裝孔(204)，所述安裝孔(204)內設置有軸承，中軸立柱(4) 一端與主桅桿相連，所述中軸立柱(4)另一端穿過安裝孔(204)中的軸承后與位于墊片(2)上端的旋翼頭相連； 所述機身(I)的后部對稱設置有兩個小翼(5)，所述小翼(5)的一端與機身(I)相連，所述小翼(5)另一端向機身(I)外側延伸，所述兩個小翼(5)正后方設置有尾翼(7)，所述尾翼(7)包括與所述小翼(5)平行的水平尾翼(701)，所述水平尾翼(701)兩端對稱設置有兩個主垂直尾翼(703)，所述主垂直尾翼(703)上設置有方向舵(704)，所述水平尾翼(701)上端均勻設置有若干個輔助垂直尾翼(705)，所述水平尾翼(701)上端位于主垂直尾翼(703)與其相鄰的輔助垂直尾翼(705)之間處設置有升降舵(702)，所述主垂直尾翼(703)與其同側的小翼(5)之間通過連接桿(6)相連； 所述機身(I)的機頭處設置有前起落架(8)，所述兩小翼的端部處對稱設置有兩個后起落架(9); 所述機身(I)后端設置有矢量電機，所述矢量電機上設置有螺旋槳。2.根據權利要求1所述的可矢量控制的旋翼機，其特征在于:所述墊片(2)為帶有三個連接葉片(201)的整體式結構，每個連接葉片(201)之間采用弧形連接。3.根據權利要求2所述的可矢量控制的旋翼機，其特征在于:所述旋翼葉片(3)的數量為三個，分別與三個連接葉片(201)相連，每個旋翼葉片(3)與連接葉片(201)的連接處均設置有兩個安裝孔，離安裝圓心較近的安裝孔為螺絲螺母固定孔(203)，離安裝圓心較遠的安裝孔為插銷孔(202)，所述插銷孔(202)內插有輕木插銷。4.根據權利要求1所述的可矢量控制的旋翼機，其特征在于:每個旋翼葉片(3)的前緣均嵌有一條沿旋翼葉片(3)長度方向延伸的鐵絲。5.根據權利要求1所述的可矢量控制的旋翼機，其特征在于:所述機身(I)采用方形碳桿作為機身龍骨。6.根據權利要求1所述的可矢量控制的旋翼機，其特征在于:所述機身(I)前部設置有沿機身(I)長度方向延伸的卡槽，所述卡槽內設置有可沿所述卡槽滑動的電池槽，所述電池槽內設置有電池。7.根據權利要求1所述的可矢量控制的旋翼機，其特征在于:所述小翼(5)的上表面為曲面。
【文檔編號】B64C3/00GK205652346SQ201620454321
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月17日 公開號201620454321.3, CN 201620454321, CN 205652346 U, CN 205652346U, CN-U-205652346, CN201620454321, CN201620454321.3, CN205652346 U, CN205652346U
【發明人】馬超, 謝良偉, 楊哲毅, 盛濤, 肖劉鑫, 張文宇
【申請人】中國民航大學