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压翼喷气发动机与应用的制作方法

2023-01-14 17:09:05 来源:中国专利 TAG:


1.本发明所述压翼喷气发动机,是一种将喷气动力与旋翼相结合的动力系统,是结构高度 简化、适合配备各种旋翼飞行器的发动机系统,本发明属于航空飞行器动力领域。


背景技术:

2.常规旋翼飞行器动力为人类的旋翼飞行开辟了更为便捷的空中通道,扩大了人们的活动 空间,但是现有技术的种种不足,也限制了人们更积极、高效的参与到各种飞行活动之中来。
3.一、现有技术旋翼飞行器动力之一的活塞式发动机,该动力结构复杂,需主减速器参与 运行,结构重量大,动部件多,动部件负荷大,制造成本较高,维护麻烦,可靠性较低。
4.二、现有技术旋翼飞行器的涡喷发动机、涡扇发动机,该三种动力系统,其后者工作效 率虽然分别比前者有所提高,但是它们都有共同的缺陷:涡轮运行工况恶劣、结构复杂、材 质昂贵;其压气机紧邻燃烧室,压气机运行温度高、结构复杂、制造昂贵;其结构重量大, 动部件多,动部件负荷大,制造成本高,维护麻烦,可靠性较低。
5.三、现有技术旋翼飞行器另外的涡桨发动机、涡轮轴发动机,既有上述“二”的不足; 该两种动力系统的变速器需要承载动力的全部载荷,其结构重量大,动部件多,动部件负荷 大,制造成本较高,维护麻烦,可靠性较低。
6.四、利用现有动力技术的直升机,其结构复杂,可靠性低,明显降低其常规直升机的实 用可靠性,显著提升其制造成本和使用成本。
7.五、利用现有技术的v-22倾转旋翼飞机,其结构更为复杂,可靠性进一步降低,大幅度 提高其维护成本和使用成本。
8.综上所述,现有技术的各种旋翼飞行器,它们的动力系统,结构复杂,高温动部件多, 大负荷动部件也多,可靠性低,空机重量大,维护繁琐,维护成本高,综合使用费率昂贵, 明显限制了旋翼飞行器的广泛应用。


技术实现要素:

9.本发明所述“压翼喷气发动机”,简化了动力系统的结构、大幅度提高其可靠性、显著降 低其制造与维护成本;
10.本动力系统将喷气动力与旋翼进行了有机的结合,本动力直接驱动升力部件,省略了沉 重的、大功率、高损耗的主传动器与主减速器,显著减少了高损耗的动部件,避免使用高温 涡轮,其压气机选用高效、低成本的离心式压气机,其传动系统只涉及低功率的动力传递, 其动力结构获得了高度的简化;本动力系统适配的飞行器也获得了,高可靠性,很低综合使 用费率的优良性能;
11.本动力是一台专门为旋翼飞行器配备的高可靠、低代价的动力系统、高度可靠性、低廉 使用成本的旋翼飞行器,为人们提供了优秀的动力系统选择和上佳飞行器的选择。
12.本动力系统名称与现有技术的涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机
相比, 本动力系统没有工况恶劣、成本昂贵的高温涡轮;本动力使用了直径更大、增压比更高、成 本很低的离心式压气机;同时,本动力还使用了冲压发动机,所以本动力名称有“压”字, 却没有“涡”字;本动力的喷气直接推动旋翼转动,所以本动力名称有个“翼”字,全称为
ꢀ“
压翼喷气发动机”,本文后面简称“压翼发动机”。
13.本“压翼发动机”系统,是将桨尖喷气动力与旋翼以及旋翼主轴的空心轴系统相结合的 动力系统;其压翼发动机由包含有:旋翼、桨毂、压气机、压气机传动系统、空心轴系统、 冲压发动机系统组成;其压气机是使用了离心式压气机;
14.其旋翼为空心结构,其压气机配置于桨毂内部,冲压发动机配置在旋翼内部;离心式压 气机的进气口与桨榖中心孔相通,压气机的高压出气口与冲压发动机的进气道相通;
15.其冲压发动机系统由包含有旋翼、进气道、冲压发动机、排气道、喷气口、输油管、油 泵、动力控制系统组成;其进气道、冲压发动机、排气道、喷气口,分别从旋翼的翼根内部 向翼尖部顺序连通;其排气道配置在旋翼桨尖的部位,其喷气口是指向旋翼桨尖的后缘方向;
16.本动力的空心轴系统包含有:旋翼主轴、压气机轴、输油管组成;空心的旋翼主轴最粗, 内部同轴的插入压气机轴;旋翼主轴与压气机轴之间的空隙里面,在旋翼主轴的内壁贴附安 装了输油管;对于使用了两片桨叶旋翼的动力,在贴附于旋翼主轴内壁的对称两侧之位置, 对称的固定有两根输油管,其输油管与压气机轴之间预留足够空隙;两侧输油管的上方分别 与本侧旋翼内部冲压发动机连通;旋翼主轴内部的输油管下端,穿出旋翼主轴的内壁,再与 主轴侧壁出油口相通,接续的再与油泵中部油料输出的出油口连通;
17.本动力压气机传动系统由包含有:压气机轴、启动电机兼发电机、旋翼主轴、主轴齿轮、 压气机轴压气齿轮、加速齿轮组和超越离合器组成;其主轴齿轮是固定安装在旋翼主轴的下 端,压气机轴与启动电机兼发电机轴是同轴同步转动连接,压气机轴压气齿轮是固定安装在 启动电机兼发电机轴的一端。
18.其旋翼的主轴齿轮与加速齿轮组的小齿轮互相啮合传动连接;加速齿轮组的小齿轮转轴、 超越离合器转轴、加速齿轮组的大齿轮转轴,三者之间都是同一轴线连接的配置;加速齿轮 组的小齿轮转轴与超越离合器的上端转轴之间同轴同步转动相连;超越离合器下端与加速齿 轮组的大齿轮转轴之间同轴同步转动相连;加速齿轮组的大齿轮与压气机轴压气齿轮是相互 啮合的传动连接;
19.超越离合器下端的转速可以高于超越离合器上端的转速,超越离合器此时的动力传动是 处于中断状态;当超越离合器上端的转速趋于高于超越离合器下端的转速时,其超越离合器 的动力传动是处于接通状态,其超越离合器上端可以将旋转的动力传递到超越离合器的下端;
20.本机油泵包含有:油泵壳、油泵叶轮、旋翼主轴、进油口、出油口、电驱动的启动泵组 成;油泵叶轮为封闭式结构;
21.油泵与常规离心泵结构相似,区别在于:1、本油泵转动方向与常规叶轮相反;2、其出 油口、进油口也与常规离心泵相反,即本油泵叶轮中心处为油泵出口,本油泵外缘对应的开 孔为进油口;
22.油泵叶轮与旋翼主轴同轴固定连接,同步旋转;油泵出口与主轴侧壁出油口之间固定连 通;油泵叶轮轴线与旋翼主轴的轴线重合;
23.当油泵的叶轮跟随旋翼主轴同步旋转时,燃料油从油泵的进油口吸入,再压进旋翼主轴 内部的输油管里面,为旋翼内部冲压发动机提供燃料供应;油泵下端的油路上,串联接通有 电驱动的启动泵;该启动泵是为了本动力启动时专用供油;其启动泵是使用离心泵;
24.动力控制系统包含有动力控制舱的操纵控制电路,发动机检测电路,发动机控制电路, 双向信息传输通道组成:
25.其双向信息传输通道是一种光耦双向信息传输通道,它是由包含有下行传输电路、下行 圆环形发光二极管、下行环形光敏管、放大电路、上行传输电路、上行圆环形发光二极管、 上行环形光敏管、光学隔离罩、放大电路、上端电路的供电滑环和供电刷组成;
26.下行信号,由发动机检测电路,通过下行传输电路、下行圆环形发光二极管,再经过下 行环形光敏管、放大电路、下行传输电路,向动力控制舱发送有关发动机状态的下行信号;
27.上行信号,由动力控制舱的操纵控制电路,通过上行传输电路、上行圆环形发光二极管, 再经由上行环形光敏管、放大电路、上行传输电路,向发动机发送的上行信号;
28.其旋翼主轴上端的涉及发动机检测电路与动力控制电路以及放大电路的电子系统需要的 电源是通过旋翼主轴的上端电路供电滑环、供电刷,将旋翼主轴下端的电源输送上去。
29.本动力的启动:接通启动电机兼发电机的电源,驱动压气机旋转,压气机为冲压发动机 提供进气;同时,电驱动的启动泵接通电源,为动力提供启动时的燃油供给;再打开冲压发 动机的油门并点火,冲压发动机开始工作,旋翼桨尖的喷气推动旋翼旋转至额定转速运行;
30.此时,其启动电机兼发电机关闭电源开关,其启动电机兼发电机的功能由电动机转换为 发电机,再通过转换电路,为本动力的电子设备提供正常运行时的电力供应;同时,电驱动 的启动泵关闭电源,启动泵停止工作;其燃油在油泵的驱动下,穿过启动泵离心式叶片的油 路间隙继续为冲压发动机供油;本动力系统完成启动,转入正常运行。
31.进一步的,双向信息传输通道是一种光耦双向信息传输通道,它是由包含有下行传输电 路、下行圆环形发光二极管、下行环形光敏管、放大电路、上行传输电路、上行圆环形发光 二极管、上行环形光敏管、光学隔离罩、放大电路组成;
32.其上行圆环形发光二极管与上行环形光敏管对应使用一个颜色的色光;其下行圆环形发 光二极管与下行环形光敏管对应使用一个另一种颜色的色光;两种颜色的色光互不干扰;
33.其下行圆环形发光二极管与上行环形光敏管是合并、固定于同一个环形导光管之内,又 称为上行光敏管兼下行发光管,它是固定于旋翼主轴外表面的下端,跟随旋翼主轴旋转;
34.其上行圆环形发光二极管与下行环形光敏管是合并、固定于另外一个环形导光管之内, 称为上行发光管兼下行光敏管;上行发光管兼下行光敏管是固定的,不跟随旋翼主轴旋转;
35.其上行光敏管兼下行发光管与上行发光管兼下行光敏管之间互相不接触,是近距离光学 耦合;上行光敏管兼下行发光管与上行发光管兼下行光敏管分别与周围环境有光
学隔离罩;
36.进一步的,其双向信息传输通道部分,是一种电磁耦合双向信息传输通道,它是使用2.4g 频段多通道的传输电路;它是由包含有近距离电磁耦合发射、接收的上端天线和近距离电磁 耦合发射、接收的下端天线组成;近距离电磁耦合发射、接收的上端天线简称为上端天线; 近距离电磁耦合发射、接收的下端天线简称为下端天线;
37.其上端天线是环形,上端天线与旋翼主轴固定在一起,上端天线随旋翼主轴同步转动; 下端天线也是环形,下端天线配置在上端天线的下方,下端天线是固定不动;上端天线与下 端天线是处于同一个电磁耦合空间,两者互不接触,两个环形天线与外界有电磁隔离;
38.其发动机检测电路输出的下行信号,经过上端天线,再由近距离电磁耦合到下端天线感 应出来,经过电路处理与传输,向动力控制舱发送下行的测量信号;
39.同时,动力控制舱向发动机发送出来的上行信号,通过电路处理与传输,送至下端天线, 再由电磁信号的传输,在上端天线感应出来,经过另一电路处理与传输,向冲压发动机发送 上行的控制信号;
40.进一步的,其电磁耦合双向信息传输通道由包含有:使用了5g通讯技术的近距离电磁耦 合发射、接收的两个环形天线组成,分别是上端天线和下端天线;
41.上端天线与旋翼主轴固定在一起,上端天线跟随旋翼主轴同步转动;下端天线配置在上 端天线的下方,下端天线是固定不动;两个环形天线之间是近距离电磁耦合、又互不接触; 两个环形天线的外面有电磁屏蔽罩与外界电磁隔离;
42.进一步的,其电磁耦合双向信息传输通道由包含有:使用了6g通讯技术的近距离电磁耦 合发射、接收的两个环形天线组成,分别是上端天线和下端天线;
43.上端天线与旋翼主轴固定在一起,上端天线跟随旋翼主轴同步转动;下端天线配置在上 端天线的下方,下端天线是固定不动;两个环形天线之间是近距离电磁耦合、又互不接触; 两个环形天线的外面有电磁屏蔽罩与外界电磁隔离;
44.进一步的,其离心式压气机,在只有第一组正向旋转的1级转子叶片的基础之上,再增 加了第2级转子叶片,并在第1级转子叶片与第2级转子叶片之间,增加第二组静止的1级 定子叶片;从而形成了具有第一组正向旋转的两级压气机叶片,和第二组静止的1级定子叶 片的压气机,加大其进气增压比,进一步提高供气效率;
45.进一步的,离心式压气机在只有第一组正向旋转的两级转子叶片的基础之上,再进一步 加大增压级数,达到1 n级转子叶片,同时在第一组1 n级转子叶片的每一级间隔之间,再 增加第二组的n级定子叶片;从而形成了第一组正向旋转的1 n级转子叶片,和第二组n级 定子叶片的压气机,其n为自然数;从而增大其进气的增压比,明显提高供气效率;
46.进一步的,离心式压气机在保留第一组1 n级转子叶片的基础之上,再将第二组改为n 级反向旋转的转子叶片,其n为自然数;从而加大其进气的增压比,提高供气的效率;
47.进一步的,在将原来冲压发动机改为辅助冲压发动机的基础之上;在其辅助冲压发动机 并列位置的外侧新增加了主冲压发动机,其主冲压发动机是利用主冲压发动机前端的空气, 为主冲压发动机提供进气;本动力启动时,首先启动辅助冲压发动机,驱动旋翼加速转动; 接续的,主冲压发动机进气口迎面进入空气,再为主冲压发动机加油、点火,开始运行,待 其旋翼达到额定转速,其辅助冲压发动机即可以同步运行,也可以关闭;
48.进一步的,在上述配置有辅助冲压发动机基础之上,这里将辅助冲压发动机改而配置到 旋翼的中部,此处的辅助冲压发动机不仅可以用于启动主冲压发动机,还可以为旋翼加温; 当其遇到结冰的气象条件时,辅助冲压发动机的高温喷气,为旋翼加热,起到除冰的作用;
49.进一步的,在上述辅助冲压发动机的基础之上,这里将辅助冲压发动机改而配置到旋翼 桨根的位置,此处的辅助冲压发动机可以更有效的为旋翼加温,从而为旋翼除冰;
50.进一步的,在上述冲压发动机的基础之上,这里为其冲压发动机增加了外涵道,其外涵 道是由冲压发动机前端的空气直接提供进气的供给;其冲压发动机燃烧室提供进气的进气道 仍是由压气机提供进气的供给;本动力的外涵道,即可以增加冲压发动机的部分推进动力、 提高动力效率,它还为冲压发动机的高温喷气进行冷却,降低其喷气的红外特征;
51.进一步的,本机的旋翼,在其每一片桨叶内部,其冲压发动机可以并列配置安排有两台 冲压发动机,每一副旋翼的两片桨叶内部相应的配置有四台冲压发动机,其它部分各自分别 与前面相同;
52.进一步的,本机的旋翼,在其每一片桨叶内部,其冲压发动机可以并列配置安排有三台 冲压发动机,每一副旋翼的两片桨叶内部相应的配置有六台冲压发动机,其它部分各自分别 与前面相同;
53.进一步的,本发明所述压翼发动机,为了减少进气道的气动阻力,提高发动机的工作效 率,在旋翼内部并列设置若干根进气道,从而为减小冲压发动机的进气阻力,提供更有效的 进气供给;
54.进一步的,本机燃料改用液化气燃料,上述的油泵可以省略。
55.进一步的,本动力所述的压翼发动机,应用于桨尖喷气旋翼飞行器之上,其桨尖喷气旋 翼飞行器是一种纵列双旋翼气动布局的直升机,其气动布局与现有技术的“支奴干直升机
”ꢀ
类似;
56.其桨尖喷气旋翼飞行器是由包含有纵列交叉双旋翼、旋翼传动系统、“压翼发动机”系统、 周期变距系统、机身组成;
57.旋翼传动系统由包含有机身上方的前、后纵列两个旋翼主轴、两个旋翼主轴下端固定的 传动伞型齿轮、纵向传动轴,纵向传动轴两端固定的伞型齿轮组成;两个旋翼主轴下端的伞 型齿轮分别与纵向传动轴两端的伞齿啮合,为两个旋翼主轴提供镜像对称反转的传动连接;
58.进一步的,本动力所述的压翼发动机,应用于桨尖喷气旋翼飞行器之上,其桨尖喷气旋 翼飞行器是一种单旋翼加尾桨气动布局的直升机;
59.其桨尖喷气旋翼飞行器是由包含有:单旋翼、反扭尾桨、旋翼传动系统、“压翼发动机
”ꢀ
系统、周期变距系统、机身、尾翼组成;
60.旋翼传动系统由包含有机身上方的旋翼主轴、旋翼主轴下端固定的传动伞型齿轮、纵向 传动至尾桨的尾传动组成;
61.进一步的,本动力所述的压翼发动机,应用于桨尖喷气旋翼飞行器之上,其桨尖喷气旋 翼飞行器是一种横列交叉双旋翼气动布局的直升飞机;该桨尖喷气旋翼飞行器是由包含有折 叠机翼系统组成,是可以减少收藏空间的直升飞机;
62.其桨尖喷气旋翼飞行器是由包含有横列双旋翼、旋翼传动系统、“压翼发动机”系统、周 期变距系统、机身、固定翼、水平推进系统、折叠翼系统组成;
63.旋翼传动系统由包含有机身上方两侧有向外倾斜的两个旋翼主轴,两个旋翼主轴下端固 定的传动伞型齿轮、横向传动轴、横向传动轴两端固定的伞型齿轮、角度切换联动锁、主轴 闸锁组成;两个旋翼主轴下端的伞型齿轮分别与横向传动轴两端的伞齿啮合,为两个旋翼主 轴提供镜像对称反转的传动连接;
64.其固定翼是由包含有机翼、水平尾翼、垂直尾翼、各个操纵舵面的操纵系统组成;其水 平推进系统由包含有推进发动机、推进螺旋桨、螺旋桨总距变距、推进操纵系统组成;
65.本机利用其直升机模态可以灵活的垂直起降,在空中则以固定翼机模态高速巡航;
66.折叠翼系统:是由包含有机翼折叠系统、旋翼收转系统、联动控制器组成;
67.机翼折叠系统是由包含有机翼、机翼根部折叠铰和定位锁、支撑铰、机翼中部折叠铰和 定位锁组成;机翼根部折叠铰与支撑铰是向上折叠,机翼中部折叠铰是向下折叠,减小飞机 存放占地空间;当展开机翼时,使用定位锁将飞机的机翼锁定在水平展开的位置;
68.旋翼收转系统是由包含有角度切换锁、主轴闸锁组成;其角度切换锁,这是在旋翼传动 系统里面横向传动轴的中间增加了一个角度切换锁;角度切换锁有两个档位:档位1是其角 度切换锁处于直接联通的状态,档位2是将横向传动轴的机械连接,调转了一定的角度,使 其中的一个旋翼主轴调转了90度的相位角;主轴闸锁有两个档位:档位1是主轴闸锁处于打 开状态,档位2是主轴闸锁处于锁紧状态;
69.联动控制器有两个档位,联动控制器的档位1将角度切换锁的档位1与主轴闸锁的档位 1同步联动;联动控制器的档位2将角度切换锁的档位2与主轴闸锁的档位2同步联动控制:
70.其一,在准备飞行与飞行时:联动控制器设置于档位1,将角度切换锁处于档位1,其角 度切换锁处于直接联通状态;同时,其主轴闸锁是处于档位1的打开闸锁位置;
71.其二,当收藏本飞行器时:先将两付旋翼之中的旋翼1旋转至与机身纵轴平行的角度之 后停止转动,此时,另外的旋翼2是处于与机身纵轴垂直的角度位置;将其联动控制器由档 位1拉向档位2的过程之中,旋翼1的主轴闸锁首先落下其闸锁;接续的,角度切换锁由档 位1转换至档位2,旋翼2也同步的跟随旋转90度至与机身纵轴平行的角度,完成将飞行器 缩小占地空间,便于收藏的工作;
72.进一步的,本机与上述的机翼折叠系统的区别是,本机的机翼折叠系统取消了上述机翼 中部的折叠铰和定位锁,本机是由包含有机翼的根部的折叠铰和定位锁组成,其它部分不变; 当其机翼根部的折叠铰向上折叠时,减小飞机横向占地空间;当展开机翼时,使用定位锁将 飞机的机翼向下打开,使其水平的锁定在水平展开的位置。
73.***
74.由前述可见,本动力系统因其结构大为简化,不仅重量轻,动部件受到的应力低、负荷 也很小、其运行损耗也显著降低,本动力的这些技术进步对整机可靠性的改善极为明显;
75.本动力对比常规涡轮轴发动机,本动力在进气道之前,配置了具有较大增压性能的离心 式压气机,使得本动力的发动机具有了与常规涡轮轴发动机相似的性能,同时本动
力是使用 了大直径的离心式压气机,其增压性能更高;该压气机远离发动机的燃烧室,其压气机免受 燃烧室高温的影响;本动力使用喷气驱动旋翼转动,再通过高速变速齿轮组带动离心式压气 机的旋转,本动力因此而省略了常规涡轮轴发动机必备的涡轮,本动力省略了工作于恶劣的 高温环境的涡轮,在常规涡轮轴发动机上必备的:具有百多个的动叶片和定子叶片的耐高温 涡轮、耐高温的压气机轴承、具有百多个的动叶片和定子叶片的耐高温的压气机,本动力既 显著的简化了结构,更是大幅度提高使用可靠性,提高幅度高达一个数量级。
76.本动力系统没有高温的动部件,还没有大负荷的动力传动件,也没有大负荷的主减速器; 使用本动力的直升机,只有可靠性很高、负荷较大的旋翼主轴,其大负荷动部件比常规直升 机减少了约一个数量级,同时还因为该机的动部件总数少、较大负荷的动部件更少、动部件 的质量合计也很小,若其个别动部件的耐用性不能满足更高可靠性的要求时,该机也可以通 过对其个别动部件提高材质性能或增加材料用量的简单方法,只需微弱的增加动部件少许的 成本与重量(相对于整机而言),就可以满足大幅度提高该机实用可靠性的更高要求,从而为 本动力设计出的直升机与直升飞机的可靠性大幅度提高一个数量级的产品亦将成为可能。
77.本“压翼发动机”为大幅度降低,其常规直升机必须付出高额的制造成本、折旧成本、 维护成本提供了有利的条件,使得本动力系统的综合使用费率大幅度的降低。
78.***
79.本发明所述“压翼发动机”针对现有直升机之上各种动力系统的一系列不足,为了实现 上述发明之目的,本发明综合了现有各种飞行器动力系统的不同优势,克服了现有技术飞行 器动力系统的各种不足,提出了合理的解决办法,本发明采用了如下的技术方案:
80.方案一、本发明所述“压翼发动机”是一种将喷气动力与旋翼相结合而设计的动力系统, 其压翼发动机包含有:旋翼、桨毂、压气机、进气口、压气机传动系统、空心轴系统、冲压 发动机系统组成;
81.旋翼为空心结构,压气机配置于桨毂内部,冲压发动机配置在旋翼内部;压气机的进气 口经过桨毂中心孔与大气相通,压气机的高压出气口与冲压发动机系统的进气道相通;
82.冲压发动机系统由包含有旋翼、进气道、冲压发动机、排气道、喷气口、输油管、油泵、 动力控制系统组成;其进气道、冲压发动机、排气道、喷气口,分别从空心旋翼的根部向翼 尖部,顺序的连通;排气道末端的喷气口布置在旋翼桨尖的后缘;
83.压气机由包含有压气机壳、离心叶轮、压气机轴、进气口、高压出气口组成;离心叶轮 是固定在压气机轴上端;压气机是配置在桨毂里面;压气机的进气口与桨毂附近的大气直接 相通,压气机的高压出气口与旋翼内部冲压发动机的进气道相连通;
84.本机压气机传动系统由包含有:压气机轴、启动电机兼发电机、旋翼主轴、主轴齿轮、 压气机轴压气齿轮、加速齿轮组和超越离合器组成;主轴齿轮是固定在旋翼主轴的下端;压 气机轴与启动电机兼发电机轴是同轴同步转动连接;
85.其旋翼的主轴齿轮与加速齿轮组的小齿轮互相啮合传动连接;加速齿轮组的小齿轮转轴、 超越离合器转轴、加速齿轮组的大齿轮转轴,三者之间都是同一轴线连接的配置;加速齿轮 组的小齿轮转轴与超越离合器的上端转轴之间同轴同步转动相连;超越离合器
下端转轴与加 速齿轮组的大齿轮转轴之间同轴同步转动相连;加速齿轮组的大齿轮与压气机轴压气齿轮是 相互啮合连接;
86.超越离合器下端转速可以高于超越离合器上端转速,超越离合器此时动力传动是处于中 断状态;当超越离合器上端的转速趋近大于超越离合器下端的转速时,其超越离合器的动力 传动是处于接通状态,其超越离合器上端可以将旋转的动力传递到超越离合器的下端;
87.本机空心轴系统包含有:旋翼主轴、压气机轴、输油管组成;空心的旋翼主轴最粗,内 部同轴的插入压气机轴;旋翼主轴与压气机轴之间的空隙里面,在旋翼主轴的内壁贴附安装 了输油管;对于使用了两片桨叶旋翼的动力,在贴附于旋翼主轴内壁的对称两侧之位置,对 称的固定有两根输油管,其输油管与压气机轴之间预留有互不接触的足够空隙;旋翼主轴与 输油管及桨毂的三者之间是相对静止,它们与桨毂及其旋翼同步转动;
88.旋翼主轴内部的输油管是由机身向上方旋翼内部的冲压发动机输送燃料之用;其两侧输 油管的上方分别与本一侧方桨叶内部的冲压发动机连通;旋翼主轴内部的输油管其下端,穿 出旋翼主轴内壁下端的侧壁,再与旋翼主轴外壁的主轴侧壁出油口相通,而主轴侧壁出油口 再与油泵中部油料输出的油泵叶轮出油口连通;
89.本机油泵包含有:油泵壳、油泵叶轮、旋翼主轴、进油口、出油口、电驱动的启动泵组 成;油泵叶轮为封闭式结构;
90.其油泵与常规离心式水泵的结构相似,但是其区别在于:1、本油泵转动的方向与常规叶 轮相反;2、其出油口、进油口分别与常规离心泵相反,即本“离心式”油泵叶轮中心的部位 设置为油泵出口,本油泵叶轮外缘对应油泵壳的开孔为进油口;
91.油泵叶轮与旋翼主轴同轴固定连接,同步旋转;油泵出口与主轴侧壁出油口固定连通; 油泵的叶轮中心轴线与旋翼主轴的中心轴线互相重合;
92.当油泵的叶轮跟随旋翼主轴同步旋转时,燃料油从油泵的进油口吸入,再压进旋翼主轴 内部的输油管里面,为旋翼内部冲压发动机提供燃料供应;在油泵下端的油路上,串联接通 电驱动的启动泵;该启动泵是为了本动力启动时供油使用;启动泵是使用离心泵;
93.动力控制系统包含有动力控制舱的操纵控制电路,发动机检测电路,发动机控制电路, 双向信息传输通道组成:
94.双向信息传输通道是一种光耦双向信息传输通道,它是由包含有下行传输电路、下行圆 环形发光二极管、下行环形光敏管、放大电路、上行传输电路、上行圆环形发光二极管、上 行环形光敏管、光学隔离罩、放大电路、上端电路的供电滑环和供电刷组成;
95.下行信号,由发动机检测电路,通过下行传输电路、下行圆环形发光二极管,再经过下 行环形光敏管、放大电路、下行传输电路,向动力控制舱发送有关发动机状态的下行信号;
96.上行信号,由动力控制舱的操纵控制电路,通过上行传输电路、上行圆环形发光二极管, 再经由上行环形光敏管、放大电路、上行传输电路,向发动机发送的上行信号;
97.其旋翼主轴上端的涉及发动机检测电路与动力控制电路以及放大电路的电子系统需要的 电源是通过旋翼主轴的上端电路供电滑环、供电刷,将旋翼主轴下端的电源输送上去。
98.本动力的启动:接通启动电机兼发电机的电源,驱动压气机旋转,压气机为冲压发动机 提供进气;同时,接通电驱动的启动泵电源,为动力提供启动时的燃油供给;再打开冲压发 动机的油门并点火,冲压发动机开始工作,旋翼桨尖的喷气推动旋翼旋转至额定转速运行;
99.此时,启动电机兼发电机关闭其电源开关,启动电机兼发电机的功能由电动机转换为发 电机,再通过转换电路,为本动力的电子设备提供正常运行时的电力供应;同时,关闭启动 泵的电源;本动力系统完成启动,转入正常运行。
100.本动力系统由上述各个部分组成,构成方案一;
101.方案二、本发明所述压翼发动机,本方案与上述方案一的区别在于,本方案其双向信息 传输通道部分是一种光耦双向信息传输通道,它是由包含有下行传输电路、下行圆环形发光 二极管、下行环形光敏管、放大电路、上行传输电路、上行圆环形发光二极管、上行环形光 敏管、光学隔离罩、放大电路组成;
102.其上行圆环形发光二极管与上行环形光敏管对应使用一个颜色的色光;其下行圆环形发 光二极管与下行环形光敏管对应使用一个另一种颜色的色光;两种颜色的色光互不干扰;
103.其下行圆环形发光二极管与上行环形光敏管是合并、固定于同一个环形导光管之内,又 称为上行光敏管兼下行发光管,它是固定于旋翼主轴外表面的下端,跟随旋翼主轴旋转;
104.其上行圆环形发光二极管与下行环形光敏管是合并、固定于另外一个环形导光管之内, 称为上行发光管兼下行光敏管;上行发光管兼下行光敏管是固定的,不跟随旋翼主轴旋转;
105.其上行光敏管兼下行发光管与上行发光管兼下行光敏管之间互相不接触,是近距离光学 耦合;上行光敏管兼下行发光管与上行发光管兼下行光敏管分别与周围环境有光学隔离罩;
106.本动力的其他部分与前述方案一分别相同,从而构成本方案二;
107.方案三、本发明所述压翼发动机,本方案与上述两个方案的区别在于,本方案其双向信 息传输通道部分,是一种电磁耦合双向信息传输通道,它是使用2.4g频段多通道的传输电路; 它是由包含有近距离电磁耦合发射、接收的上端天线和近距离电磁耦合发射、接收的下端天 线组成;近距离电磁耦合发射、接收的上端天线简称为上端天线;近距离电磁耦合发射、接 收的下端天线简称为下端天线;
108.其上端天线是环形,上端天线与旋翼主轴固定在一起,上端天线随旋翼主轴同步转动; 下端天线也是环形,下端天线配置在上端天线的下方,下端天线是固定不动;上端天线与下 端天线之间是同一个电磁耦合空间,两者互不接触,两个环形天线与外界有电磁隔离;
109.其发动机检测电路输出的下行信号,经过上端天线,再由近距离电磁耦合到下端天线感 应出来,经过电路处理与传输,向动力控制舱发送下行的测量信号;
110.同时,动力控制舱向发动机发送出来的上行信号,通过电路处理与传输,送至下端天线, 再由电磁信号的传输,在上端天线感应出来,经过另一电路处理与传输,向冲压发动机发送 上行的控制信号;
111.本动力的其他部分与前述各个方案分别相同,从而构成本方案三;
112.方案四、本发明所述压翼发动机,本方案与上述方案三的区别在于,其电磁耦合双向信 息传输通道由包含有:使用了5g通讯技术的近距离电磁耦合发射、接收的两个环形天线组成, 分别是上端天线和下端天线;
113.上端天线与旋翼主轴固定在一起,上端天线跟随旋翼主轴同步转动;下端天线配置在上 端天线的下方,下端天线是固定不动;两个环形天线之间是近距离电磁耦合、又互不接触; 两个环形天线的外面有电磁屏蔽罩与外界电磁隔离;
114.本动力的其他部分与方案三分别相同,从而构成本方案四;
115.方案五、本发明所述压翼发动机,本方案与上述方案三、方案四的区别在于,其电磁双 向信息传输通道是由包含有:使用了6g通讯技术的近距离电磁耦合发射、接收的两个环形天 线组成,分别是上端天线和下端天线;
116.上端天线与旋翼主轴固定在一起,上端天线跟随旋翼主轴同步转动;下端天线配置在上 端天线的下方,下端天线是固定不动;两个环形天线之间是近距离电磁耦合、又互不接触; 两个环形天线的外面有电磁屏蔽罩与外界电磁隔离;
117.本动力的其他部分与方案三、方案四分别相同,从而构成本方案五;
118.方案六、本发明所述压翼发动机,本方案与上述各个方案的区别在于,其离心式压气机, 在上述只有第一组正向旋转的1级转子叶片的基础之上,再增加了第2级转子叶片,并在第 1级转子叶片与第2级转子叶片之间,增加第二组静止的1级定子叶片;从而形成了具有第 一组正向旋转的两级压气机叶片,和第二组静止的定子叶片的压气机,加大其进气增压比, 进一步提高发动机的工作效率;
119.本动力的其他部分与前述各个方案分别相同,从而构成本方案六;
120.方案七、本发明所述压翼发动机,本方案与上述方案六的区别在于,离心式压气机在只 有第一组正向旋转的两级转子叶片的基础之上,再进一步加大增压级数,达到1 n级转子叶 片,同时在第一组1 n级转子叶片每一级间隔之间,再增加第二组的n级定子叶片;从而形 成了具有第一组正向旋转的1 n级转子叶片,和第二组n级定子叶片的压气机,其n为自然 数;从而增大其进气的增压比,明显提高动力效率;
121.本动力系统的其他部分与前述方案六分别相同,从而构成本方案七;
122.方案八、本发明所述压翼发动机,本方案与上述方案七的区别在于,本方案在保留其离 心式压气机只有第一组正向旋转的1 n级转子叶片的基础之上,这里再将第二组改为n级反 向旋转的转子叶片,其n为自然数;从而加大其进气的增压比,提高动力的效率;
123.本动力系统的其他部分与前述方案七分别相同,从而构成本方案八;
124.方案九、本发明所述压翼发动机,本方案与上述各个方案的区别在于,本方案在原来冲 压发动机改为辅助冲压发动机的基础之上;在其辅助冲压发动机并列位置的外侧,新增加了 主冲压发动机,其主冲压发动机是利用主冲压发动机前端的空气,为主冲压发动机提供进气; 本动力启动时,首先启动辅助冲压发动机,驱动旋翼加速转动;接续的,主冲压发动机进气 口迎面进入空气,再为主冲压发动机加油、点火,开始运行待其旋翼达到额定转速,其辅助 冲压发动机即可以同步运行,也可以关闭;
125.本动力系统的其他部分与上述各个方案分别相同;从而构成本方案九;
126.方案十、本发明所述压翼发动机,本方案与上述方案九的区别在于,本方案在在上
述配 置有辅助冲压发动机基础之上,这里将辅助冲压发动机改而重新配置到旋翼的中部,此处的 辅助冲压发动机不仅可以为启动主冲压发动机,还可以为旋翼加温;当其遇到结冰的气象条 件时,其辅助冲压发动机高温喷气,可以为旋翼起到除冰的作用;
127.本动力系统的其他部分与方案九分别相同;从而构成本方案十;
128.方案十一、本发明所述压翼发动机,本方案与上述方案九的区别在于,本方案在上述辅 助冲压发动机的基础之上,这里将辅助冲压发动机改而配置到旋翼桨根的位置,此处的辅助 冲压发动机可以更有效的为旋翼加温,从而为旋翼除冰;
129.本动力系统的其他部分与方案九分别相同;从而构成本方案;
130.方案十二、本发明所述压翼发动机,本方案与上述方案十一的区别在于,本方案在这里 对其冲压发动机增加了外涵道,其外涵道是由冲压发动机前端的空气直接提供进气的供给; 其冲压发动机燃烧室提供进气的进气道仍是由压气机提供进气的供给;本动力的外涵道,即 可以增加冲压发动机的部分推进动力、提高动力效率,它还为其冲压发动机的高温推进喷气 进行冷却,降低其喷气的红外特征;
131.本动力系统的其他部分与方案十一分别相同;从而构成本方案;
132.方案十三、本发明所述压翼发动机,本方案与上述各个方案的区别在于,本机的旋翼, 在其每一片桨叶内部,其冲压发动机可以并列配置安排有两台冲压发动机,每一副旋翼的两 片桨叶内部相应的配置有四台冲压发动机,其它部分各自分别与前面相同;
133.本动力系统的其他部分与前述各个方案分别相同;从而构成本方案;
134.方案十四、本发明所述压翼发动机,本方案与上述方案一至方案八的区别在于,本机的 旋翼,在其每一片桨叶内部,其冲压发动机可以并列配置安排有三台冲压发动机,每一副旋 翼的两片桨叶内部相应的配置有六台冲压发动机;
135.本动力系统的其他部分与前述方案一至方案八分别相同;从而构成本方案;
136.方案十五、本发明所述压翼发动机,本方案与上述各个方案的区别在于,本发明所述压 翼发动机,为了减少进气道的气动阻力,提高发动机的工作效率,在旋翼内部并列设置若干 根进气道,从而为减小冲压发动机的进气阻力,提供更有效的进气供给;
137.本动力系统的其他部分与上述各个方案分别相同;从而构成本方案;
138.方案十六、本发明所述压翼发动机,本方案与上述各个方案的区别在于,本发明所述压 翼发动机,其燃料改用液化气燃料,上述的油泵可以省略;
139.本动力系统的其他部分与上述各个方案分别相同;从而构成本方案;
140.方案十七、本方案与上述各个方案的区别在于,本动力所述的压翼发动机,应用于桨尖 喷气旋翼飞行器之上,其桨尖喷气旋翼飞行器是一种纵列双旋翼气动布局的直升机,其气动 布局与现有技术的“支奴干直升机”类似;
141.其桨尖喷气旋翼飞行器是由包含有纵列交叉双旋翼、旋翼传动系统、“压翼发动机”系统、 周期变距系统、机身组成;
142.旋翼传动系统由包含有机身上方的前、后纵列两个旋翼主轴、两个旋翼主轴下端固定的 传动伞型齿轮、纵向传动轴,纵向传动轴两端固定的伞型齿轮组成;两个旋翼主轴下端的伞 型齿轮分别与纵向传动轴两端的伞齿啮合,为两个旋翼主轴提供镜像对称反转的传动连接;
143.本动力系统的其他部分与上述各个方案分别相同;从而构成本方案;
144.方案十八、本方案与上述各个方案的区别在于,本动力所述的压翼发动机,应用于桨尖 喷气旋翼飞行器之上,其桨尖喷气旋翼飞行器是一种单旋翼加尾桨气动布局的直升机;
145.其桨尖喷气旋翼飞行器是由包含有:单旋翼、反扭尾桨、旋翼传动系统、“压翼发动机
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系统、周期变距系统、机身、尾翼组成;
146.旋翼传动系统由包含有机身上方的旋翼主轴、旋翼主轴下端固定的传动伞型齿轮、纵向 传动至尾桨的尾传动组成;
147.本动力系统应用在飞行器上的其他部分与上述各个方案分别相同;从而构成本方案;
148.方案十九、本方案与上述各个方案的区别在于,本动力所述的压翼发动机,应用于桨尖 喷气旋翼飞行器之上,其桨尖喷气旋翼飞行器是一种横列交叉双旋翼气动布局的直升飞机; 该桨尖喷气旋翼飞行器是由包含有折叠机翼系统组成,是可以减少收藏空间的直升飞机;
149.其桨尖喷气旋翼飞行器是一种横列双旋翼气动布局、可以折叠翼的直升飞机;
150.该机是由包含有横列双旋翼、旋翼传动系统、“压翼发动机”系统、周期变距系统、机身、 固定翼、水平推进系统、折叠翼系统组成;
151.旋翼传动系统由包含有机身上方两侧有向外倾斜几度角的两个旋翼主轴,两个旋翼主轴 下端固定的传动伞型齿轮、横向传动轴、横向传动轴两端固定的伞型齿轮、角度切换联动锁、 主轴闸锁组成;两个旋翼主轴下端的伞型齿轮分别与横向传动轴两端的伞齿啮合,为两个旋 翼主轴提供镜像对称反转的传动连接;
152.其固定翼是由包含有机翼、水平尾翼、垂直尾翼、各个操纵舵面的操纵系统组成;其水 平推进系统由包含有推进发动机、推进螺旋桨、螺旋桨总距变距、推进操纵系统组成;
153.本机利用其直升机模态可以灵活的垂直起降,在空中则以固定翼机模态高速巡航;
154.折叠翼系统:是由包含有机翼折叠系统、旋翼收转系统、联动控制器组成;
155.机翼折叠系统是由包含有机翼、机翼根部折叠铰和定位锁、支撑铰、机翼中部折叠铰和 定位锁组成;机翼根部折叠铰与支撑铰是向上折叠,机翼中部折叠铰是向下折叠,减小飞机 存放占地空间;当展开机翼时,使用定位锁将飞机的机翼锁定在水平展开的位置;
156.旋翼收转系统是由包含有角度切换锁、主轴闸锁组成;其角度切换锁,是在旋翼传动系 统里面横向传动轴的中间增加了一个角度切换锁;角度切换锁有两个档位:档位1是其角度 切换锁处于直接联通的状态,档位2是将横向传动轴的机械连接,调转了一定的角度,使得 其中的一个旋翼主轴调转了90度的相位角;主轴闸锁也有两个档位:档位1是其主轴闸锁处 于打开状态,档位2是其主轴闸锁处于锁紧的状态;
157.联动控制器也有两个档位,联动控制器的档位1将角度切换锁的档位1与主轴闸锁的档 位1同步联动,联动控制器的档位2是将角度切换锁的档位2与主轴闸锁的档位2同步联动。
158.联动控制器的两个档位,具体的控制是:
159.其一,是准备飞行与飞行之时,其联动控制器处于档位1的位置,在联动控制器作用下 将角度切换锁控制在档位1,其主轴闸锁也控制在档位1的同步联动,此时可以让两付
气口53、进气道3、冲压发动机4、排气道5、喷气口6;
176.图2,这是旋翼桨叶的横截剖面示意图,图2之中并列布置了四根进气道3;图2之中使 用四根进气道3,比其只用一根进气道3的进气横截面积大得多,使其进气阻力显著减小;
177.图3,旋翼内部,涉及冲压发动机系统的俯视示意图,其中包含有:桨毂2(压气机在里 面)、进气口53、进气道3、冲压发动机4、排气道5、喷气口6;冲压发动机4在旋翼根部;
178.图4,这是涉及冲压发动机系统的俯视示意图,其中包含有:桨毂2(压气机在里面)、 进气口53、进气道3、冲压发动机4、排气道5、喷气口6;冲压发动机4在旋翼中部;
179.图5,这是冲压发动机系统的俯视示意图,包含有:桨毂2(压气机在里面)、进气口53、 进气道3、冲压发动机4、排气道5、喷气口6;冲压发动机4在旋翼桨尖的位置;
180.图6,这是旋翼的俯视图,其中有桨毂2,冲压发动机配置于后掠式旋翼桨尖的内部;
181.图7,这是旋翼后掠式桨尖的俯视剖面示意图,其中有进气道3、冲压发动机4;
182.图8,这是旋翼后掠式桨尖的俯视剖面示意图,其中有进气道3、冲压发动机4、外涵道 8、进气口9;冲压发动机4增加了外涵道8,其外涵道8是由旋翼桨尖前缘开孔为其直接提 供进气的供给;其冲压发动机4燃烧室的进气道3仍是由压气机提供进气的供给;
183.图9,一种旋翼冲压发动机系统部分结构俯视图,包含有:桨毂2(压气机在里面)、进 气口53、进气道3、辅助冲压发动机42、排气道5、桨尖冲压发动机4、喷气口6、喷气口 62、进气口9;其辅助冲压发动机42配置于旋翼的根部;
184.图10,本发明涉及旋翼部分内部结构俯视图,包含有:桨毂2(压气机在里面)、进气口 53、进气道3、冲压发动机42、排气道5、桨尖冲压发动机4、喷气口6、喷气口62、进气口 9;其辅助冲压发动机42配置于旋翼的中部;
185.图11,是本动力一种后掠式旋翼桨尖剖面图,包含有,进气道3、主冲压发动机4、辅 助冲压发动机42、进气口9;压气机通过进气道3为辅助冲压发动机42提供进气供给;主动 力冲压发动机4通过进气口9,利用旋翼桨叶前缘的空气,为冲压发动机4提供进气;
186.图12、是压气机的叶轮51、进气口53的示意图;曲线箭头指的是叶轮51转动方向;
187.图13、是旋翼主轴下部示意图,包含有,旋翼主轴1、输油管12、压气机轴52、上行传 输电路13、下行传输电路14、上行环形光敏管15、上行圆环形发光二极管16、下行圆环形 发光二极管17、下行环形光敏管18、油泵叶轮20、油泵壳21、进油口22;
188.图14、是旋翼主轴1、压气机部分结构示意图,图中从上至下,依次包含有,压气机壳 50、离心叶轮51、进气口53、高压出气口54、上行传输电路13、下行传输电路14、输油管 12、旋翼主轴1、输油管12、上行光敏管兼下行发光管15/17、上行发光管兼下行光敏管16/18、 主轴侧壁出油口28a、压气机轴52;
189.旋翼主轴1轴线为对称轴的两侧,各自有输油管12和主轴侧壁出油口28a,还分别有上 行传输电路13、下行传输电路14;其每一侧的输油管12和上行传输电路13以及下行传输电 路14,都是用来连通本侧旋翼桨叶上面的冲压发动机;为了简略,本图只画出了其中一侧的 一根输油管12和上行传输电路13以及下行传输电路14,省略了另一侧的相同部件;
190.图14上部的压气机其压气机壳50的左侧与右侧上半部的前半部压气机壳51已经被剖 开,只留有压气机壳50的外侧轮廓与内部的离心叶轮51;压气机壳50的右侧下部仍保
机叶片,和静止的第二组1级定子叶片a的压气机,从而增大进气增压比,提高发动机的工 作效率;
206.图29是其离心式压气机增加级数的示意图:包含有,正向旋转的第一组1级转子叶片α 与第一组2级转子叶片β和第一组3级转子叶片γ;同时,在第一组各级叶片之间,设置了 静止的第二组1级定子叶片a与第二组2级定子叶片b;从而形成了具有正向旋转的第一组 三级转子叶片,和静止的第二组两级定子叶片的压气机,从而增大进气增压比,提高发动机 的工作效率;
207.图30是其压气机增加反转级数的示意图:在有正转第一组1级转子叶片α基础之上,增 加了反转第二组1级转子叶片a;从而形成了具有正转第一组1级转子叶片和反转第二组1 级转子叶片的压气机;
208.图31是其离心式压气机增加反转级数的示意图:在有正转第一组1级转子叶片α和第一 组2级转子叶片β,还有反转第二组1级转子叶片a和第二组2级转子叶片b;从而形成了 具有正向旋转的第一组的两级压气机叶片和反向旋转的第二组的两级压气机叶片的压气机;
209.图32、在图32里面的a分图、b分图、c分图分别是使用本发明所述压翼发动机的一种 横列交叉双旋翼的桨尖喷气直升机的侧视图、前视图、俯视图的三视图;图32里面的d分图 是后掠式旋翼桨尖的剖面图,其中有冲压发动机4的结构示意图;
210.图33的a分图、b分图、c分图,分别是其压翼发动机三部分结构的示意图:图33的a 分图为压气机系统部分示意图,图33的b分图涉及光耦双向信息传输通道、油泵、压气机传 动系统的示意图,图33的c分图为旋翼桨尖的冲压发动机4部分的示意图;
211.图33的d分图、图33的e分图、图34与图35、图36、图37分别是本发明的一种具有 折叠翼系统的直升飞机的展开状态与折叠状态:
212.图33的d分图、图33的e分图,分别是本机其前视图、侧视图;其折叠翼系统已经展 开,是准备飞行和飞行的状态,其联动控制器处于档位1的位置;
213.图34,是本机其俯视图;其折叠翼系统已经展开,是准备飞行和飞行的状态,其联动控 制器处于档位1的位置;
214.图35、图36、图37,分别是本机其侧视图、前视图、俯视图;折叠翼系统处于折叠状 态,联动控制器处于档位2的位置;
215.图38、图39、是使用本发明所述压翼发动机的一种纵列双旋翼的桨尖喷气直升机的俯视 图和侧视图;
216.图40所示,这是使用本发明所述压翼发动机的一种单旋翼加尾桨的“桨尖喷气直升机
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三视图;图40的a图是本机的正视图,图40的b图是本机的俯视图,图40的c图是本机 的侧视图;本机由包含有:单旋翼、周期变距系统、“压翼发动机”系统、机身、尾翼、反扭 尾桨、旋翼传动系统组成;
217.图41所示,这是使用本发明所述压翼发动机的一种单旋翼加尾桨的“桨尖喷气直升机
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三视图;图41的a图是本机的正视图,图41的b图是本机的俯视图,图41的c图是本机 的侧视图;本机与图40相比,本机的图41只是比图40增加了旋翼桨叶数量和尾桨数量,其 压气机性能和尾传动也有所增强,图41与图40的其它部分有大量的共同部件,可以明显降 低研发同类系列产品的成本。
218.本动力的旋翼传动系统由包含有机身上方的旋翼主轴、旋翼主轴下端固定的传动伞型齿 轮、纵向传动至尾桨的传动轴,纵向传动轴两端固定的伞型齿轮、尾桨轴末端的伞齿、尾桨 轴组成;旋翼主轴下端的伞型齿轮分别与纵向传动轴两端的伞齿啮合,纵向传动轴后端的伞 齿与尾桨轴末端的伞齿啮合;
219.***
具体实施方式
220.下面以各个实施例结合其附图,叙述本动力系统与其应用的具体实施例:
221.本发明所述“压翼发动机”针对现有技术旋翼飞行器动力系统的各种不足,为实现上述 发明之目的,本发明合理的综合利用了现有技术的各种优势,克服了现有技术的各种不足, 提出了合理的解决办法和实施例:
222.本发明各个部分都有多种结构组合的不同实施例,各个部分之间还可以交互穿插出大量 的不同组合,可以衍生出数目更多的不同实施例。
223.实施例一:如图1、图5、图6、图7、图24所示,本发明所述“压翼发动机”的本实施 例一,是一种将喷气动力与旋翼桨尖喷气相结合而设计的动力系统,其喷气发动机包含有: 旋翼、桨毂、压气机、进气口53、压气机传动系统、空心轴系统、冲压发动机系统组成;
224.其旋翼为空心结构(见图1),其压气机配置于桨毂2内部,冲压发动机配置在旋翼内部; 压气机的进气口经过桨毂2中心孔与大气相通,压气机的高压出气口54与冲压发动机的进气 道3相通;
225.冲压发动机系统(见图1、图5、图6、图7)由包含有旋翼、进气道3、冲压发动机4、 排气道5、喷气口6、输油管12、进气口53、油泵、动力控制系统组成;其进气道3、冲压 发动机4、排气道5、喷气口6,分别是从空心的旋翼内部,由其翼根部向翼尖部,顺序的连 通;其冲压发动机4、排气道5配置在旋翼的桨尖部位,其排气的喷气口6最后转到的方向 与其旋翼桨尖转动切线的后缘方向,这两者的方向相同;
226.本动力在旋翼的每一片桨叶内部,都配置有1台冲压发动机4;
227.压气机(见图12、图14、图16、图24)由包含有压气机壳50、离心叶轮51、压气机轴 52、进气口53、高压出气口54组成;
228.其压气机是一种离心式压气机;离心叶轮51是固定安装在压气机轴52之上;压气机的 高压出气口54与每一副旋翼桨根内部的进气道3连通;
229.本机压气机传动系统(见图21、图22、图23)由包含有:压气机轴52、启动电机兼发 电机19、旋翼主轴1、主轴齿轮23、压气机轴52的压气齿轮27、加速齿轮组和超越离合器 25组成;加速齿轮组包含有加速齿轮组的小齿轮24和加速齿轮组的大齿轮26组成;
230.主轴齿轮23是固定在旋翼主轴1的下端,压气机轴52与启动电机兼发电机轴19是同轴 同步转动连接,压气机轴52的压气齿轮27是固定在启动电机兼发电机轴19的一端。
231.主轴齿轮23与加速齿轮组的小齿轮24啮合连接(见图23);加速齿轮组的小齿轮转轴、 超越离合器转轴、加速齿轮组的大齿轮转轴,三轴之间是同一轴线连接的配置;加速齿轮组 的小齿轮转轴与超越离合器的上端转轴是同轴同步转动相连;超越离合器下端转轴与加速齿 轮组的大齿轮转轴是同轴同步转动相连;加速齿轮组的大齿轮26与压气机轴52的压气齿轮 27是啮合传动连接;
232.超越离合器25下端转速可以高于超越离合器25上端转速,超越离合器25此时的动力传 动是处于中断状态;当超越离合器25上端转速趋近大于超越离合器25下端转速时,超越离 合器25的动力传动是接通状态,超越离合器25上端将动力传递到超越离合器25的下端;
233.本机空心轴系统(见图16、图18、图19、图20)包含有:旋翼主轴1、压气机轴52、 输油管12组成;空心旋翼主轴1最粗,内部同一轴线的插入压气机轴52;旋翼主轴1与压 气机轴52之间的空隙里面,在旋翼主轴1的内壁贴附固定了输油管12,其输油管12与压气 机轴52之间预留有互不接触的足够空隙;对于使用了两片桨叶旋翼的动力,在旋翼主轴1内 壁的对称两侧固定有两根输油管12;旋翼主轴1与输油管12及桨毂2的三者之间是相对静 止,它们与旋翼是同步转动;
234.旋翼主轴1内部的输油管12是由机身向上方旋翼内部的冲压发动机4输送燃料之用;其 两侧输油管12的上方分别与本一侧方桨叶内部的冲压发动机4相连通;旋翼主轴4内部的输 油管12其下端,穿出旋翼主轴1内壁下端侧壁,接续与旋翼主轴1外壁的主轴侧壁出油口 28a相通,主轴侧壁出油口28a再与油泵中部的出油口28连通;
235.本动力油泵(见图18、图19、图20)包含有:油泵壳21、油泵叶轮20、旋翼主轴1、 进油口22、出油口28、启动泵组成;
236.本油泵与常规离心式水泵的结构相似,但是其区别在于:1、本油泵转动的方向与常规叶 轮相反;2、其出油口28、进油口22分别与常规离心泵相反,即本油泵叶轮中心设置为油泵 出口28,本油泵叶轮外缘对应油泵壳的开孔为进油口22;
237.油泵叶轮20与旋翼主轴1同轴固定连接,同步旋转,旋翼主轴1也是油泵轴;油泵叶轮 中心孔是油泵出口28,其油泵出口28与主轴侧壁出油口28a连通,再接续与输油管12的进 口固定连通;当油泵叶轮20跟随旋翼主轴1同步旋转时,燃料油从油泵的进油口22吸入, 再压进旋翼主轴1内部的输油管12里面,为旋翼内部冲压发动机4提供燃料供应;
238.在油泵下端的油路上,串联连接有一个电驱动的启动泵,这个启动泵是专门为了本动力 启动时供油使用;其启动泵是使用离心泵;
239.动力控制系统包含有动力控制舱的操纵控制电路,发动机检测电路,发动机控制电路, 双向信息传输通道、旋翼主轴上端电路的供电滑环和电刷组成:
240.双向信息传输通道是一种光耦双向信息传输通道(见图13),它是由包含有下行传输电 路14、下行圆环形发光二极管17、下行环形光敏管18、放大电路、上行传输电路13、上行 圆环形发光二极管16、上行环形光敏管15、光学隔离罩、放大电路组成;
241.下行信号,由其发动机检测电路,通过下行传输电路14、下行圆环形发光二极管17,再 经由下行环形光敏管18、放大电路、下行传输电路14,向动力控制舱发送出下行的有关发动 机状态的检测信号;
242.上行信号,由其动力控制舱通过操纵发动机控制电路,发送出控制发动机运行的上行信 号,通过上行传输电路13、上行圆环形发光二极管16,再经由上行环形光敏管15、放大电 路、上行传输电路13,向发动机发送上行的控制信号;
243.旋翼主轴1上端,涉及发动机检测电路、动力控制电路、放大电路、各个电子系统需要 的电源,是通过旋翼主轴1上端电路的供电滑环和电刷,将旋翼主轴1下端的电源输送上去;
244.在旋翼主轴1的下部,将下行圆环形发光二极管17固定在旋翼主轴1外表面,下行圆环 形发光二极管17与旋翼主轴1同步转动;下行圆环形发光二极管17的环形轴线与旋翼主轴 1的轴线重合;下行环形光敏管18的内环与旋翼主轴1的外表面互不接触,保持一定的间距; 下行环形光敏管18是固定的,它不跟随旋翼主轴1进行旋转;下行环形光敏管18的光敏窗 与下行圆环形发光二极管17的圆环发光表面,两者保持固定间隙的近距离光学耦合;下行圆 环形发光二极管17跟随旋翼主轴1转动时,其下行环形光敏管18可以准确接收下行圆环形 发光二极管17发来的下行信息;
245.下行圆环形发光二极管17只与下行环形光敏管18之间有光学耦合;下行圆环形发光二 极管17和下行环形光敏管18分别与周围环境之间设置有光学隔离罩;
246.类似的,在旋翼主轴1的下部,将上行环形光敏管15固定在旋翼主轴1外表面,上行环 形光敏管15与旋翼主轴1同步转动;上行环形光敏管15环形轴线与旋翼主轴1的轴线重合; 上行圆环形发光二极管16是固定的,它不跟随旋翼主轴1旋转;上行环形光敏管15的光敏 窗与上行圆环形发光二极管16的环形发光表面保持固定间隙的近距离光学耦合;上行环形光 敏管15跟随旋翼主轴1转动时,上行环形光敏管15可以准确接收上行圆环形发光二极管16 发来的上行信息;
247.上行圆环形发光二极管16只与上行环形光敏管15之间有光学耦合;上行圆环形发光二 极管16和上行环形光敏管15分别与周围环境之间设置有光学隔离罩。
248.本动力系统的启动过程是,当启动电机兼发电机19接通启动电源时,启动电机兼发电机 19此时作为电动机驱动压气机轴52加速旋转,原来停止的压气机开始旋转,压气机高压出 气口的压缩空气通过进气道为旋翼桨尖的冲压发动机4提供进气供给;接续驱动油路上的启 动泵工作,再打开冲压发动机4的油门并点火,冲压发动机4开始工作,冲压发动机4在旋 翼桨尖的喷气推力作用下,驱动旋翼旋转;
249.接续的,旋翼加速旋转,其主轴齿轮23通过加速齿轮组的小齿轮24驱动超越离合器25 上端转动;随着旋翼主轴1转速的增加,当超越离合器25上端的转速,趋近大于超越离合器 25下端转速时,超越离合器25的动力传动为动力连接的状态,超越离合器25上端驱动其超 越离合器25下端跟随转动;
250.再接续的,其超越离合器25下端通过加速齿轮组的大齿轮26,驱动压气机轴52的压气 齿轮27,并且带动其压气机轴52加速旋转,使其压气机轴52趋于正常的额定转速,其冲压 发动机4的喷气逐渐达到额定喷气推力,其旋翼也被推进至额定转速而正常旋转运行;原来 其启动电机兼发电机19已经接通的启动电源,在此时就关闭其电源;同时,其电驱动的启动 泵停止工作,其冲压发动机的油料,此时是通过油泵运行时提供的工作压力来供给,其启动 泵虽然此时已经停止工作,但是启动泵叶轮的间隙并不能阻挡,其燃油的通过;此时,其启 动电机兼发电机19的功能由电动机转换为发电机,通过转换电路,开始为本机的电路设备提 供正常运行时的电力供应;本动力系统完成启动,开始正常运行。
251.本机由上述各个部分组成,从而构成本实施例一;
252.实施例二:本发明所述压翼发动机,本实施例的双向信息传输通道部分是一种光耦双向 信息传输通道,它也是由包含有下行传输电路14、下行圆环形发光二极管17、下行环形光敏 管18、放大电路、上行传输电路14、上行圆环形发光二极管16、上行环形光敏管15、光学 隔离罩、放大电路组成;本实施例与实施例一的区别在于:
253.一、本实施例其上行圆环形发光二极管16与上行环形光敏管15对应使用一个颜色的色 光;其下行圆环形发光二极管17与下行环形光敏管18对应使用一个另一种颜色的色光;
254.二、本实施例下行圆环形发光二极管17与上行环形光敏管15是合并、固定于同一个环 形导光管之内,称为上行光敏管兼下行发光管15/17(见图14);其上行光敏管兼下行发光管 15/17是固定于旋翼主轴1外表面的下端,跟随旋翼主轴1旋转;
255.其上行圆环形发光二极管16与下行环形光敏管18是合并、固定于同一个环形导光管之 内,称为上行发光管兼下行光敏管16/18(见图14);其上行发光管兼下行光敏管16/18是固 定的,不跟随旋翼主轴1旋转;其上行光敏管兼下行发光管15/17与上行发光管兼下行光敏 管16/18之间是近距离的光学耦合;其上行光敏管兼下行发光管15/17与上行发光管兼下行 光敏管16/18分别与周围环境之间设置有光学隔离罩;本实施例因为两种颜色的色光互不干 扰,所以其上行光敏管兼下行发光管15/17与上行发光管兼下行光敏管16/18,两者各自共 用一个环形导光管,不会出现互相干扰的问题;
256.本实施例的其它部分与实施例一相同,从而构成本实施例二;
257.实施例三:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本实施例 双向信息传输通道部分,是电磁耦合双向信息传输通道,是使用2.4g频段的多通道设备;
258.电磁耦合双向信息传输通道是由包含有近距离电磁耦合发射、接收的上端天线和近距离 电磁耦合发射、接收的下端天线组成;近距离电磁耦合发射、接收的上端天线和近距离电磁 耦合发射、接收的下端天线,两者分别简称为上端天线和下端天线;
259.上端天线是环形,上端天线与旋翼主轴固定在一起,上端天线随同旋翼主轴同步转动;
260.下端天线也是环形,下端天线配置在上端天线的下方,下端天线是固定不动;两个天线 之间是近距离电磁耦合,两者又互相留有一定的间距而互不接触;
261.两个环形天线在同一个电磁耦合空间,两个环形天线外面有电磁屏蔽罩与外界电磁隔离;
262.其发动机检测电路输出的下行信号,经过上端天线,再由近距离电磁耦合到下端天线感 应出来,经过电路处理与传输,向动力控制舱发送下行的测量信号;
263.同时,动力控制舱向发动机发送出来的上行信号,通过电路处理与传输,送至下端天线, 再由电磁信号的传输,在上端天线感应出来,经过另一电路处理与传输,向冲压发动机发送 上行的控制信号。
264.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例三;
265.实施例四:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本实施例 其电磁耦合双向信息传输通道由包含有:使用了5g通讯电路技术的近距离电磁耦合发射、接 收的两个环形天线组成,分别是上端天线和下端天线;
266.上端天线与旋翼主轴粘接在一起,上端天线随同旋翼主轴同步转动;
267.下端天线配置在上端天线的下方,下端天线是固定不转动;两个环形天线之间是近距离 电磁耦合,两者互相留有一定的间距而互不接触;
268.两个环形天线是处于同一个电磁耦合空间里面,两个环形天线的外面有电磁屏蔽
罩,两 个天线与外界电磁隔离;
269.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例四;
270.实施例五:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本实施例 其电磁耦合双向信息传输通道由包含有:使用了6g电子通讯技术的近距离电磁耦合发射、接 收的两个环形天线组成,分别是上端天线和下端天线;
271.上端天线与旋翼主轴粘接在一起,上端天线随同旋翼主轴同步转动;
272.下端天线配置在上端天线的下方,下端天线是固定不动;两个环形天线之间是近距离电 磁耦合,两者互相留有一定的间距而互不接触;
273.两个环形天线是处于同一个电磁耦合空间里面,两个环形天线的外面有电磁屏蔽罩,两 个天线与外界电磁隔离。
274.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例五;
275.实施例六:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本实施例 其离心式压气机,在只有第一组正向旋转的1级转子叶片的基础之上,又再增加了第2级转 子叶片;同时在第一组的第1级与第2级转子叶片之间,增加了第二组静止的1级定子叶片 (见图28);从而形成了具有第一组正向旋转的两级压气机叶片,和第二组静止的一级定子 叶片,从而进一步增大其进气的增压比,进一步提高发动机的工作效率;
276.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例六;
277.实施例七:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述实施例六的基础之上,其区别在于, 本实施例其离心式压气机在第一组正向旋转的两级转子叶片的基础之上,还可以再进一步的 增加增压级数,使其达到1 n级转子叶片;同时,也在正向转动的1 n级转子叶片每一级的 间隔之间,再分别增加第二组n级定子叶片,其n为自然数;从而形成了具有第一组正向旋 转的1 n级转子叶片,和第二组n级定子叶片的压气机,进一步增大其进气的增压比,明显 的提高发动机的工作效率,见图29所示是n=2的例子;
278.本实施例的其它部分与前述实施例六分别相同,从而构成本实施例七;
279.实施例八:本发明所述压翼发动机,本实施例在保持实施例六、实施例七的第一组正向 转子叶片的基础之上,区别在于,在这里将第二组使用了反向旋转的转子叶片,
280.本实施例使用了第一组n级正向转子叶片和第二组n级反向转子叶片,本实施例的n=1 (见图30);本实施例还增加了反向旋转传动组,其反向旋转传动组是由包含有反转压气机 轴32、中间压气齿轮33、反转齿轮组小齿轮34、反转齿轮组大齿轮35、反转压气机轴齿轮 36组成(见图26、图27);从而进一步增大其进气的增压比,明显的提高发动机的工作效率;
281.本实施例的其它部分与前述实施例六、实施例七分别相同,从而构成本实施例八;
282.实施例九:本发明所述压翼发动机,本实施例在实施例八的基础之上,本实施例与实施 例八的区别在于,本实施例的第一组正向旋转叶片与第二组反向旋转叶片,其级数在这里n=2, 见图31;从而进一步增大其进气的增压比,明显的提高发动机的工作效率;
283.本实施例的其它部分与前述实施例八分别相同,从而构成本实施例九;
284.实施例十:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述实施例七的基础之上,其区别在于, 本实施例其离心式压气机在第一组正向旋转的两级转子叶片的基础之上,还可以再进一步的 增加增压级数,使其达到1 n级转子叶片;同时,也在正向转动的1 n级转子叶片
每一级的 间隔之间,再分别增加第二组n级反向旋转的叶片,其n为自然数;从而形成了具有第一组 正向旋转的1 n级转子叶片,和第二组n级反向旋转的叶片的压气机,进一步增大其进气的 增压比,明显的提高发动机的工作效率,见图29所示是n=2的例子;
285.本实施例的其它部分与前述实施例六分别相同,从而构成本实施例十;
286.实施例十一:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,上述各 个实施例其冲压发动机4配置于旋翼桨尖的位置,本实施例修改其冲压发动机的配置位置到 旋翼的中部(见图4),配置在此处的冲压发动机4可以为旋翼加温;使用本动力系统的飞行 器旋翼遇到结冰气象情况时,本机因为冲压发动机4排出的高温喷气,可以加热旋翼,从而 起到为旋翼除冰的作用;
287.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例十一;
288.实施例十二:本发明所述压翼发动机,本实施例与实施例十一的区别在于,本实施例修 改其冲压发动机的配置位置到旋翼的根部(见图3),配置在此处的冲压发动机4可以为旋翼 加温;本机冲压发动机4排出的高温喷气加热旋翼,从而可以起到为旋翼除冰的作用;
289.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例十二;
290.实施例十三:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施的区别在于,本实施例 在将其原来的冲压发动机作为辅助动力的辅助冲压发动机42基础之上;然后,在辅助冲压发 动机42并列的位置新增加了主冲压发动机4,其主冲压发动机4是利用主冲压发动机4前端 的空气,直接为主冲压发动机4提供进气供给(见图11);本动力在启动时,首先启动辅助 冲压发动机42,辅助冲压发动机42启动之后,在辅助冲压发动机42推进动力的作用下,旋 翼逐渐加速转动;此时,主冲压发动机4进气口,冲击进来迎面的空气,启动主冲压发动机 4加油、点火,主冲压发动机4开始工作,主冲压发动机4的喷气推进动力,加速旋翼转动, 待其旋翼达到额定转速之后,辅助冲压发动机即可关闭;
291.本实施例的其它部分与前述实施例一至实施例九分别相同,从而构成本实施例十三;
292.实施例十四:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述实施例十三的区别在于,在上述 配置有辅助冲压发动机的基础之上,这里将其辅助冲压发动机改而重新配置到旋翼的桨叶的 中部(见图10),此处的辅助冲压发动机可以为旋翼加温;本辅助冲压发动机既可以用于启 动主冲压发动机,同时,它在飞行器的旋翼遇到结冰情况时,只要启动辅助冲压发动机,辅 助冲压发动机排出的高温喷气,可以加热旋翼,从而起到为旋翼除冰的作用;
293.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例十四;
294.实施例十五:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述实施例十三的区别在于,在上述 配置有辅助冲压发动机的基础之上,这里将其辅助冲压发动机改而重新配置到旋翼的桨叶的 根部(见图9),此处的辅助冲压发动机可以为旋翼加温;本辅助冲压发动机既可以用于启动 主冲压发动机,同时,它在飞行器的旋翼遇到结冰情况时,只要启动辅助冲压发动机,辅助 冲压发动机排出的高温喷气,可以加热旋翼,从而起到为旋翼除冰的作用;
295.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例十五;
296.实施例十六:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,在上述 冲压发动机的基础之上,本实施例在这里对其冲压发动机增加了外涵道,其外涵道是
由冲压 发动机前端的空气直接提供进气的供给(见图8);其冲压发动机燃烧室提供进气的进气道仍 是由压气机提供进气的供给;本动力增加了外涵道,可以通过外涵道补充进来的冷空气,即 可以增加冲压发动机的部分推进动力,从而既可以提高发动机的工作效率,还可以为其冲压 发动机的高温推进喷气进行冷却,从而降低推进喷气的红外特征;
297.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例;
298.实施例十七:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本动力 系统的旋翼,在其每一片桨叶内部,其冲压发动机可以并列配置安排有两台冲压发动机,每 一副旋翼的两片桨叶内部相应的配置有四台冲压发动机,其它部分各自分别与前面相同;
299.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例;
300.实施例十八:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本动力 系统的旋翼,在其每一片桨叶内部,其冲压发动机可以并列配置安排有三台冲压发动机,每 一副旋翼的两片桨叶内部相应的配置有六台冲压发动机,其它部分各自分别与前面相同;
301.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例;
302.实施例十九:本压翼发动机的本实施例与上述各个实施例的区别在于,本发明所述压翼 发动机,为了减少进气道的气动阻力,提高发动机工作效率,在旋翼内部并列设置若干根进 气道(见图2),从而为减小冲压发动机的进气阻力,提供更有效的进气供给;
303.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例;
304.实施例二十:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本动力 系统省略了上述各个方案使用的油泵,其燃料改用液化气燃料,其它部分不变。
305.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例;
306.实施例十八:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本动力 系统的旋翼,在其每一片桨叶内部,其冲压发动机可以并列配置安排有三台冲压发动机,每 一副旋翼的两片桨叶内部相应的配置有六台冲压发动机,其它部分各自分别与前面相同;
307.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例;
308.实施例十九:本压翼发动机的本实施例与上述各个实施例的区别在于,本发明所述压翼 发动机,为了减少进气道的气动阻力,提高发动机工作效率,在旋翼内部并列设置若干根进 气道(见图2),从而为减小冲压发动机的进气阻力,提供更有效的进气供给;
309.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例;
310.实施例二十:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本动力 系统省略了上述各个方案使用的油泵,其燃料改用液化气燃料,其它部分不变。
311.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例;
312.实施例二十一:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本动 力系统所述的压翼发动机,在这里是应用于桨尖喷气旋翼飞行器之上,其桨尖喷气旋翼飞行 器是一种纵列双旋翼气动布局的直升机(见图38、图39);
313.本桨尖喷气旋翼飞行器是由包含有纵列交叉双旋翼、旋翼传动系统、“压翼发动机”系统、 周期变距系统、纵列布局的机身组成;其旋翼布局与现有技术“支奴干直升机”类
似;
314.旋翼传动系统由包含有机身上方的前、后纵列两个旋翼主轴、两个旋翼主轴下端固定的 传动伞型齿轮、纵向传动轴,纵向传动轴两端固定的伞型齿轮组成;两个旋翼主轴下端的伞 型齿轮分别与纵向传动轴两端的伞齿啮合,为两个旋翼主轴提供镜像对称反转的传动连接;
315.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例。
316.实施例二十二:本发明所述压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本动 力系统所述的压翼发动机,是应用于桨尖喷气旋翼飞行器之上,其桨尖喷气旋翼飞行器是一 种单旋翼加尾桨气动布局的直升机(见图40其中的前视图a、俯视图b、侧视图c);
317.其桨尖喷气旋翼飞行器是由包含有:单旋翼、反扭尾桨、尾翼传动、“压翼发动机”系统、 周期变距系统、机身、尾翼组成;
318.本实施例的其它部分与前述实施例分别相同,从而构成本实施例。
319.实施例二十三:本发明压翼发动机的本实施例在实施例二十二的基础之上,本动力系统 的压翼发动机,它应用于桨尖喷气旋翼飞行器,其桨尖喷气旋翼飞行器也是一种单旋翼加尾 桨气动布局的直升机,本实施例(见图41的a图是本机的正视图,图41的b图是本机的俯 视图,图41的c图是本机的侧视图)与上述实施例二十二(见图40)的区别在于:
320.本机实施例与实施例二十二的图40相比,本实施例只是比实施例二十二增加了旋翼桨叶 数量和尾桨数量,加强其尾传动能力,其压气机、旋翼载荷能力也明显增强,大幅度的增加 了本实施例的载荷能力;本实施例与实施例二十二的其它部分有大量的共同部件,可以明显 降低研发同类系列产品的成本;
321.本实施例的其它部分与前述实施例二十二分别相同,从而构成本实施例;
322.实施例二十四:本压翼发动机,本实施例与上述各个实施例的区别在于,本动力系统所 述的压翼发动机,是应用于桨尖喷气旋翼飞行器之上,其桨尖喷气旋翼飞行器是一种横列交 叉双旋翼气动布局的直升机(见图32里面的a分图、b分图、c分图、d分图);
323.该桨尖喷气旋翼飞行器是由包含有横列交叉双旋翼、旋翼传动系统、“压翼发动机”系统、 周期变距系统、机身、尾翼组成;
324.旋翼传动系统由包含有机身上方的左、右侧两个旋翼主轴、两个旋翼主轴下端固定的传 动伞型齿轮、横向传动轴,横向传动轴两端固定的伞型齿轮组成;两个旋翼主轴下端的伞型 齿轮分别与横向传动轴两端的伞齿啮合,为两个旋翼主轴提供镜像对称反转的传动连接;
325.本实施例的其它部分与前述各个实施例分别相同,从而构成本实施例;
326.实施例二十五:本实施例在上述桨尖喷气直升飞机实施例二十四基础之上,本机区别在 于,本实施例增加的部分包含有固定翼、水平推进系统、折叠翼系统;其飞机展开的三视图 如图33的d分图、图33的e分图、图34所示;折叠三视图如图35、图36、图37所示;
327.其桨尖喷气旋翼飞行器是一种横列双旋翼气动布局、可以折叠翼的直升飞机;
328.该机是由包含有横列交叉双旋翼、旋翼传动系统、“压翼发动机”系统、周期变距系统、 机身、固定翼、水平推进系统、折叠翼系统组成;
329.旋翼传动系统由包含有:机身上方的两个旋翼主轴,旋翼主轴下端固定连接的传动伞型 齿轮、横向传动轴、横向传动轴两端固定的伞型齿轮、角度切换联动锁、主轴闸锁组
成;两 个旋翼主轴下端的伞型齿轮分别与横向传动轴两端的伞齿啮合,为两个旋翼主轴提供镜像对 称反转的传动连接;
330.其固定翼是由包含有机翼、水平尾翼、垂直尾翼、各个操纵舵面的操纵系统组成;
331.水平推进系统由包含有推进发动机、推进螺旋桨、螺旋桨总距变距、推进操纵系统组成;
332.折叠翼系统:是由包含有机翼折叠系统、旋翼收转系统、联动控制器组成;
333.机翼折叠系统是由包含有机翼、机翼根部折叠铰62和定位锁、支撑铰63、机翼中部折 叠铰61和定位锁组成;机翼根部折叠铰62与支撑铰63是向上折叠,机翼中部折叠铰61是 向下折叠,减小飞机存放占地空间,见图35、图36、图37所示;展开机翼之后,使用定位 锁将飞机的机翼锁定在水平展开的位置,见图33的d分图、图33的e分图、图34所示;其 图33的d分图,只画了机翼支撑杆中间的支撑铰63,支撑杆两端的折叠铰链被省略;
334.旋翼收转系统是由包含有角度切换锁、主轴闸锁组成;其角度切换锁,是在旋翼传动系 统里面横向传动轴的中间增加了一个角度切换锁;角度切换锁有两个档位:档位1是其角度 切换锁处于直接联通的状态,档位2是将横向传动轴的机械连接,调转了一定的角度,使得 其中的一个旋翼主轴调转了90度的相位角;主轴闸锁也有两个档位:档位1是其主轴闸锁处 于打开状态,档位2是其主轴闸锁处于锁紧的状态;
335.联动控制器也有两个档位,联动控制器的档位1将角度切换锁的档位1与主轴闸锁的档 位1同步联动,联动控制器的档位2是将角度切换锁的档位2与主轴闸锁的档位2同步联动。联动控制器的两个档位,具体的控制是:其一,是准备飞行与飞行之时,其联动控制器处于档位1的位置,在联动控制器作用下 将角度切换锁控制在档位1,其主轴闸锁也控制在档位1的同步联动,此时可以让两付旋翼 处于交叉双旋翼布局下正常旋转的位置,见图33的d分图、图33的e分图、图34所示;其二,是本机用于入库收藏之前:首先将其中的旋翼1旋转至与机身纵轴平行的位置停止转动,此时,其旋翼2是处于与 机身纵轴垂直的角度位置;此时的联动控制器处于档位2的位置;接续的,档位切换过程是:联动控制器在由档位1切换到档位2的过程之中,先是旋翼 1的主轴闸锁落下使其锁紧,其旋翼1的主轴闸锁的档位将由档位1转换到现在的档位2;再接续的,其角度切换锁,切换到档位2位置的同时,另外的旋翼2也跟随之旋转90度, 转至与机身纵轴平行的角度,完成飞行器缩小占地空间,便于收藏的工作,见图35、图36、 图37所示;此时,它的两付旋翼桨叶都处于与机身纵轴平行的位置;
336.本机在由收藏状态转换的准备飞行状态时,将上述操纵过程反过来进行即可;
337.本直升机模态可灵活的垂直起降,空中以固定翼机模态高速巡航,在地面缩小收藏空间;
338.本实施例的其它部分与前述实施例二十三分别相同,从而构成本实施例二十四;
339.实施例二十六:本发明所述桨尖喷气飞行器,本实施例在上述实施例二十五的基础之上, 其区别在于,本机的机翼折叠系统比实施例二十一减少了机翼中部的折叠铰和定位锁;
340.本机的机翼折叠系统是由包含有机翼的根部的折叠铰和定位锁组成;其机翼根部
的折叠 铰向上折叠,减小飞机横向占地空间;当展开机翼时,使用定位锁将飞机的机翼向下打开, 使其水平的锁定在水平展开的位置;
341.本实施例的其它部分与前述实施例二十五分别相同,从而构成本实施例二十六;
342.实施例二十七:本发明所述桨尖喷气飞行器,本实施例在上述实施例二十五、实施例二 十六的基础之上,其区别在于,本机的机翼将其原来下单翼的机翼布局(见图33),更改为 本实施例的中单翼的机翼布局;
343.本实施例的其它部分与前述两个实施例分别相同,从而构成本实施例二十七;
344.上述的各个实施例之间还可以相互组合、替代或拆分之后再组合构成数量更多的各种实 施方式;以上这些描述的仅为本发明的一部分主要实施例,凡本领域的普通技术人员根据以 上描述所做的任何润饰、修改或等同替换,均属于本发明所保护的范围。
345.***
346.综上所述,本发明的“压翼发动机”与常规直升机的动力系统相比,使用本动力的直升 机,省略了沉重、复杂而昂贵的常规发动机、主减速器、大负荷的动力传动,它节省这三方 面的重量接近于常规直升机空机总重量的百分之四十至五十;而使用本动力的直升机,以其 低成本、高可靠性的冲压发动机、桨尖喷气、桨毂处高效率的离心式离心式压气机和小负荷、 低成本的压气机传动系统,使用了本动力系统直升机与的增重接近于常规直升机空机总重量 的百分之十几;本机这一减与一增,从两者其差值来看,使用本动力系统的直升机比常规直 升机的空机重量减小了接近25%至35%;其使用本动力系统的直升飞机也比v-22结构简单, 结构重量轻,可靠性更高,安全性更好;
347.使用了本动力系统的直升机与直升飞机,其结构都得到了明显简化,本机的动部件,涉 及的运行负荷明显减轻,各个动部件的负荷大幅度降低,各个动部件的负荷应力由临近“条 件疲劳极限”区域,很容易减小至“材料疲劳极限”之下,各个动部件由“有限寿命区”转 入趋近于“无限寿命区”;即使极个别动部件的负荷应力仍临近“条件疲劳极限”区域,也可 以利用本机空机重量明显减轻的优势,只要付出相对整机极小比例的重量代价,也很容易将 各个动部件的负荷应力减小至“材料疲劳极限”之下,各个动部件由“有限寿命区”转入趋 近于“无限寿命区”;从而为将本机可靠性提高一个数量级或更高提供了极好的基础条件,使 得本机的运行损耗显著降低。
348.本机的动力系统从某种角度看,它具有常规涡喷发动机相似的性能,却比涡喷的可靠性 得到了极大的提升,压气机的增压比更高,推进效率也有更好的保障;本机的整机可靠性有 望比常规直升机高出一个数量级,本机整机可靠性不仅与常规固定翼机的可靠性有的一比, 甚至有可能更高;本机因为可靠性大幅度提高,其维护、折旧、保险这三大费率显著降低, 综合使用成本也明显降低。
349.本发明的大负荷动部件显著的减少,结构获得了明显的简化、布局紧凑、可靠性得到了 大幅度的提高、制造成本降低、空机重量小、承载能力强、综合使用费率低廉,本发明是对 旋翼飞行器动力系统技术的重大革新与进步,其配置使用灵活、运行安全可靠性高,为人们 提供了综合成本十分低廉的优秀动力系统与飞行器。
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