專利名稱：一種飛行器的旋翼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及飛行器的旋翼裝置，特別是一種可垂直起落的飛行器的旋翼裝置。
現(xiàn)有的可垂直起落的飛行器的旋翼裝置，如中國專利號為“94211560.0”的“飛行器的旋翼裝置”，其旋擺機構(gòu)是采用圓柱凸輪的結(jié)構(gòu)，旋翼只能在0°—90°范圍內(nèi)繞橫軸往復(fù)擺動，雖然其結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，但由于旋翼的小角度往復(fù)擺動，因而大大限制了飛行器飛行速度的提高。
本實用新型的目的在于提供一種旋翼可繞橫軸旋轉(zhuǎn)，飛行速度快，結(jié)構(gòu)緊湊簡單的飛行器的旋翼裝置。
本實用新型的目的是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的可垂直起落的飛行器的旋翼裝置，包括旋翼、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、主軸、橫軸、驅(qū)動機構(gòu)，旋翼可繞橫軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由以主軸為軸心的公轉(zhuǎn)輪、置于公轉(zhuǎn)輪內(nèi)與主軸固接的一個固定圓錐齒輪及一對與固定圓錐齒輪90°直角嚙合的行星圓錐齒輪組成，行星圓錐齒輪與固定圓錐齒輪齒數(shù)比為2∶1，橫軸的一端固裝于行星圓錐齒輪上，另一端與旋翼連接；旋翼的數(shù)量至少有兩個。
當旋翼在行星圓錐齒輪的帶動下繞橫軸旋轉(zhuǎn)時，其攻角在不斷地變化，因而旋翼的阻力系數(shù)也在不斷地變化。對于平板式的旋翼來說，在旋翼的長/寬＝5時，阻力系數(shù)CD與攻角α的關(guān)系見下表
攻角為5°時的阻力系數(shù)CD5與攻角為90°時的阻力系數(shù)CD90之比C1=CD90CD5=1.200.05=24,]]>由于CD0＜＜CD5，所以C2=CD90CD0>>C1]]>從迎風(fēng)的面積來說，攻角為90°時的迎風(fēng)面積A90也遠遠大于攻角為0°時的迎風(fēng)面積A0；根據(jù)阻力D與C0、A的關(guān)系式D＝1/2CD·ρ·V0·A(其中V0為來流速度，ρ為液體密度)可知，攻角在90°時的阻力D90比攻角在0°時的阻力D0要大得多，即D90＞＞D0，從而使得旋翼平板受到一個很大的與系統(tǒng)所受的重力方向相反的力，以此力克服重力，則旋翼平板得到一個上升力。
本實用新型具有飛行速度快，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，適用性廣的優(yōu)點。


圖1為旋翼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為旋翼位置的變化示意圖；圖3為旋翼裝置組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為旋翼裝置組在飛機上安裝位置的示意圖。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的闡述。
參見
圖1，旋翼裝置由主軸1、公轉(zhuǎn)輪3、左旋翼4、左橫軸5、左行星圓錐齒輪7、固定圓錐齒輪8、右行星圓錐齒輪9、右橫軸11、右旋翼12構(gòu)成，左橫軸5、右橫軸6及主軸1分別由軸承組6、10及2固裝于公轉(zhuǎn)輪3上。行星圓錐齒輪與固定圓錐齒輪成正交傳動，其齒數(shù)比為2∶1、主軸1及固定圓錐齒輪8固定不動，公轉(zhuǎn)輪3由驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)駛繞主軸1轉(zhuǎn)動，公轉(zhuǎn)輪3帶動左橫軸5、右橫軸11公轉(zhuǎn)，由于左行星圓錐齒輪7、右行星圓錐齒輪9繞固定圓錐齒輪8轉(zhuǎn)動，使左橫軸5、右橫軸11自轉(zhuǎn)因而帶動左旋翼4，右旋翼12繞左橫軸5、右橫軸11旋轉(zhuǎn)。
參見圖2一、當右旋翼12在A點時，左旋翼4在E點；此時右旋翼12的攻角為45°，由于左、右旋翼為橫軸軸對稱，所以左旋翼4的攻角亦為45°，左旋翼4與右旋翼12的迎風(fēng)面面積相等，所受的阻力也一樣，其阻力差為零，記為fAE，旋翼裝置保持原狀。
二、當公轉(zhuǎn)輪3由驅(qū)動機構(gòu)帶動繞主軸1逆時針轉(zhuǎn)動時，由于主軸1及固定圓錐齒輪8不動，右行星圓錐齒輪9在公轉(zhuǎn)輪3的驅(qū)動下繞主軸1公轉(zhuǎn)的同時，也沿著固定圓錐齒輪8繞右橫軸11順時針方向自轉(zhuǎn)，因而帶動右旋翼12從A點向B點運動，其攻角減少，迎風(fēng)面積減少，受到的阻力亦減少；與之對應(yīng)的左行星圓錐齒輪7也在繞主軸1公轉(zhuǎn)的同時沿著固定圓錐齒輪8繞左橫軸5順時針方向自轉(zhuǎn)，帶動左旋翼4從E點向F點運動，從而使左旋翼4的攻角增大，迎風(fēng)面積增大，受到的阻力亦增大，此時，左旋翼4與右旋翼12的阻力差增大，旋翼裝置的右邊受到一個順時針方向的作用力。當右行星圓錐齒輪9轉(zhuǎn)過22.5°時，右旋翼12到達B點，其攻角為22.5°，相應(yīng)地左行星圓錐齒輪7也轉(zhuǎn)過22.5°角，左旋翼4的攻角增加到67.5°，此時左、右旋翼的阻力差記為fBF，顯然fBF＞fAE。
三、當公轉(zhuǎn)輪3繼續(xù)繞主軸1逆時針轉(zhuǎn)動從而帶動右旋翼12到達C點時，右旋翼12的攻角減少到0°，它所受到的阻力達到最?。幌鄳?yīng)地左旋翼4到達G點，左旋翼的攻角增加到90°，其迎風(fēng)面積最大，所受到的阻力最大，因而左、右旋翼之間的阻力差達到最大，阻力差記為fCG，顯然，fCG＞fBF。
四、當公轉(zhuǎn)輪3繼續(xù)逆時針轉(zhuǎn)動使右旋翼12到達D點時，右旋翼12的攻角增加到22.5°，其受到的阻力增大，而左旋翼4到達H點，其攻角減少到67.5°，左旋翼4受到的阻力減少，旋翼裝置所受到的順時針方向的力也減少，左、右旋翼的阻力差記為fDH，此時，fDH＝fBF。
五、當公轉(zhuǎn)輪3繼續(xù)逆時針轉(zhuǎn)動使右旋翼12回到A點時，相應(yīng)地左旋翼4也回到E點，左、右旋翼的阻力差變?yōu)榱?，旋翼裝置所受到的順時針方向的力也為零，即回到第一步的初始狀態(tài)。以后，周而復(fù)始，不斷循環(huán)。
旋翼的位置與公轉(zhuǎn)輪的公轉(zhuǎn)角，行星圓錐齒輪的自轉(zhuǎn)角及旋翼的攻角的關(guān)系見下表
參見圖3，為抵消左、右旋翼在主軸方向上的力的不平衡，應(yīng)在旋翼裝置的上方再鏡像安裝一副旋翼裝置，構(gòu)成一個旋翼裝置組。上、下旋翼裝置同向轉(zhuǎn)動，由同一個公轉(zhuǎn)輪帶動，公轉(zhuǎn)方向相同，自轉(zhuǎn)方向相反，使得左上、左下旋翼的主軸軸向力相互抵消，右上、右下旋翼的主軸軸向力相互抵消，從而使旋翼裝置組平穩(wěn)工作。
參照圖4，旋翼裝置組成對使用，左、右旋翼裝置組分別安裝在飛機的左、右兩機翼前方，左、右旋翼裝置組的結(jié)構(gòu)鏡像對稱。這樣，當左、右旋翼裝置組鏡像同步工作時，右旋翼裝置組受到一個順時針方向的向上的力，左旋翼裝置組受到一個逆時針方向的向上的力，兩旋翼裝置組的共同作用，使飛機獲得一個向上的升力，達到不需要跑道就能垂直起飛的目的。
旋翼裝置中旋翼的數(shù)量至少有兩個，旋翼的形狀除可采用圖中所示的平板形外，還可采用現(xiàn)有的任意形狀的旋翼。
權(quán)利要求1.一種可垂直起落的飛行器的旋翼裝置，包括旋翼、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、主軸、橫軸、驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于旋翼可繞橫軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由以主軸為軸心的公轉(zhuǎn)輪、置于公轉(zhuǎn)輪內(nèi)與主軸固接的一個固定圓錐齒輪及一對與固定圓錐齒輪90°直角嚙合的行星圓錐齒輪組成，行星圓錐齒輪與固定圓錐齒輪齒數(shù)比為2∶1，橫軸的一端固裝于行星圓錐齒輪上，另一端與旋翼連接。
2.如權(quán)利要求1所述的旋翼裝置，其特征是旋翼的數(shù)量至少有兩個。
專利摘要一種飛行器的旋翼裝置，由旋翼、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、主軸、橫軸、驅(qū)動機構(gòu)組成，旋翼可繞橫軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括公轉(zhuǎn)輪，在公轉(zhuǎn)輪內(nèi)的一個固定圓錐齒輪及一對與固定圓錐齒輪90°直角嚙合的行星圓錐齒輪，本旋翼裝置具有飛行速度快、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、重量輕、適用性廣的優(yōu)點。
文檔編號B64C27/08GK2234915SQ9522060
公開日1996年9月11日 申請日期1995年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月19日
發(fā)明者江富余 申請人:江富余