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新概念垂直起降飞机

阅读：601发布：2023-01-01

专利汇可以提供新概念垂直起降飞机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且新概念垂直起降飞机：由机身、机翼、襟翼、副翼、水平尾翼、升降舵、垂直尾翼、方向舵、起落架、发动机组成。机翼由上机翼、下机翼组成，上机翼联接在机身上部，下机翼联接在机身下部，上机翼的根部与下机翼的根部垂直联接，下机翼的末端斜向上与上机翼的末端圆滑联接。在上机翼上有上百叶窗、下百叶窗。在机翼中，传动带绕在驱动齿盘、导轮上，传动带上均匀联接若干机翼形板，机翼形板向着运动方向倾斜，驱动齿盘与传动带配合传动；驱动齿盘的轴与离合变速装置连接。离合变速装置通过传动机构与发动机连接。，下面是新概念垂直起降飞机专利的具体信息内容。

权利要求

1.新概念垂直起降飞机，其特征是：
新概念垂直起降飞机由机身(1)、机翼(12)、襟翼(7)、副翼(5)、水平尾翼(9)、升降舵(10)、垂直尾翼(8)、方向舵(11)、起落架、发动机(2)组成；和常规布局形式的飞机一样，机翼(12)、襟翼(7)、副翼(5)、水平尾翼(9)、升降舵(10)、垂直尾翼(8)、方向舵(11)、起落架、发动机(2)在机身(1)两侧对称布置；垂直尾翼(8)、方向舵(11)在机身(1)轴线上方；
机翼(12)由上机翼(12-1)、下机翼(12-2)组成，上机翼(12-1)联接在机身(1)上部，下机翼(12-2)联接在机身(1)下部，上机翼(12-1)的根部与下机翼(12-2)的根部垂直联接，下机翼(12-2)的末端斜向上与上机翼(12-1)的末端圆滑联接，在此联接处联接前锥形整流罩(3)、后锥形整流罩(4)；机翼(12)的截面形状与常规机翼截面形状相似；襟翼(7)和副翼(5)与上机翼(12-1)的联系、升降舵(10)与水平尾翼(9)的联系、方向舵(11)与垂直尾翼(8)的联系方式均与常规布局形式的飞机一样；发动机(2)联接在下机翼(12-2)、或设置在机身(1)中、或设置在机身(1)的尾部的外面；在上机翼(12-1)上有上百叶窗(6)、下百叶窗(13)；
在机翼(12)中：一号轴(19)顺着机身(1)的长方向联接在上机翼(12-1)的根部，一号轴(19)上有两个间隔的驱动齿盘(20)；二号轴(27)顺着机身(1)的长方向联系在下机翼(12-2)的根部，二号轴(27)上有两个间隔的一号导轮(28)；三号轴(14)顺着机身(1)的长方向联系在上机翼(12-1)与下机翼(12-2)的接合区，三号轴(14)上有两个间隔的二号导轮(15)；传动带(18)绕在驱动齿盘(20)、一号导轮(28)、二号导轮(15)上，传动带(18)上均匀联接若干机翼形板(17)，机翼形板(17)向着运动方向倾斜；在机翼(12)的壳上开有：若干翼端部斜孔(16)、若干下部斜孔(29)、若干靠近机身(1)的斜孔(21)、一个垂直泄气孔(25)；在机翼(12)内的垂直边下部联结导气板(26)；机翼(12)的垂直边与机身(1)的侧边(22) 间隔出一垂直跑气道(24)，跑气道(24)的下端有跑气孔(23)；左支板(31)、右支板(33)垂直联接在上机翼(12-1)的壳内；一号轴(19)的左端部用左轴承(32)联系于左支板(31)；一号轴(19)的右部用右轴承(30)联系于右支板(33)；驱动齿盘(20)与传动带(18)配合传动；一号轴(19)的右端穿出上机翼(12-1)与离合变速装置连接；所述离合变速装置通过传动机构与发动机(2)连接；二号轴(28)、三号轴(14)与机翼(12)的联系方式与一号轴(19)的相同。

说明书全文

新概念垂直起降飞机

技术领域

[0001] 本发明涉及航空飞行器技术，特别是一种新概念垂直起降飞机。

背景技术

[0002] 迄今，有许多种垂直起降飞行器，这些飞行器以垂直升起所采用的方式分为两种类型：1)喷气型-以垂直下喷高速气流实现垂直升起；2)旋翼型-用旋转的风扇或螺旋桨产生垂直上拉力实现垂直升起。喷气型垂直升起，耗能严重，若在空中浮停，耗能更巨大，所以垂直升起效率低下，它极不适用在空中浮停执行任务。喷气型垂直起降飞行器的主要代表是垂直起降战斗飞机，它飞行快、灵活。旋翼型垂直起降飞行器垂直升起时，效率比喷气型垂直起降飞行器高许多。旋翼型垂直起降飞行器的典型代表是直升机，它垂直升起、空中悬停耗能较少，但它飞行速度慢，不适用于快速运输。人们千方百计，已研制出高效垂直升起且能较快速飞行的垂直起降飞行器，这种类型的飞行器设置专门的垂直起降风扇，或者设置垂直起降和飞行共用的倾转翼(一种螺旋桨)。美国V-22倾转翼飞机就是典例。然而，风扇、螺旋桨均是在一根轴上安装叶片，效率并不高。因为，旋转的风扇或螺旋桨沿径向靠近轴心，线速度越来越小，越靠近轴心叶片的效率越低，只有叶片的末端部分效率较高，而且风扇或螺旋桨的轴头风阻很大，所以，风扇、螺旋桨的总效率低。再者，受结构、叶片材料性能、叶片末端线速度限制，风扇、螺旋桨的转速不能很高。故风扇和螺旋桨都存在较大的缺陷。V-22倾转翼飞机，在垂直升起时，其固定机翼平面风阻很大，而且其螺旋桨的涡旋下洗流，有不少部分直接吹压在其固定机翼上平面形成乌龙阻力。所以，这种颇具名望的垂直起降飞机，垂直升起时，能耗很大，效率遭诟病。总之，应竭力改变依靠风扇或螺旋桨垂直升起的垂直起降飞机的现状。

发明内容

[0003] 为了克服现有垂直起降飞机上述缺陷，本发明设计一种新概念垂直起降飞机。

[0004] 本发明通过下述技术方案实现。

[0005] 如图1图2示。新概念垂直起降飞机由机身1、机翼12、襟翼7、副翼5、水平尾翼9、升降舵10、垂直尾翼8、方向舵11、起落架(图中未画)、发动机2组成。和常规布局形式的飞机一样，机翼12、襟翼7、副翼5、水平尾翼9、升降舵10、垂直尾翼8、方向舵11、起落架(图中未画)、发动机2在机身1两侧对称布置。垂直尾翼8、方向舵11在机身1轴线上方。
机翼12由上机翼12-1、下机翼12-2组成，上机翼12-1联接在机身1上部，下机翼12-2联接在机身1下部，上机翼12-1的根部与下机翼12-2的根部垂直联接，下机翼12-2的末端斜向上与上机翼12-1的末端圆滑联接，在此联接处联接前锥形整流罩3、后锥形整流罩4。
机翼12的截面形状如图4示，与常规机翼截面形状相似。襟翼7和副翼5与上机翼12-1的联系、升降舵10与水平尾翼9的联系、方向舵11与垂直尾翼8的联系方式均与常规布局形式的飞机一样。发动机2联接在下机翼12-2、或设置在机身1中、或设置在机身1的尾部的外面(如图1虚线示)。在上机翼12-1上有上百叶窗6、下百叶窗13(如图3示)。

[0006] 如图3示。在机翼12中：一号轴19顺着机身1的长方向联接在上机翼12-1的根部，一号轴19上有两个间隔的驱动齿盘20；二号轴27顺着机身1的长方向联系在下机翼12-2的根部，二号轴27上有两个间隔的一号导轮28；三号轴14顺着机身1的长方向联系在上机翼12-1与下机翼12-2的接合区，三号轴14上有两个间隔的二号导轮15；传动带18绕在驱动齿盘20、一号导轮28、二号导轮15上，传动带18上均匀联接若干机翼形板17，机翼形板 17向着前进方向倾斜-在上机翼12-1内向翼尖方向倾斜，在下机翼12-2内向其翼根方向倾斜。如图3示，在机翼12的壳上开有：若干翼端部斜孔16、若干下部斜孔29、若干靠近机身1的斜孔21、一个垂直泄气孔25。在机翼12内的垂直边下部联结导气板26，其位置以利于尽多的气走向泄气孔25。机翼12的垂直边与机身1的侧边22间隔出一垂直跑气道24，跑气道24的下端有跑气孔23。如图5示，左支板31、右支板33垂直联接在上机翼12-1的壳内。一号轴19的左端部用左轴承32联系于左支板31；一号轴19的右部用右轴承30联系于右支板33；驱动齿盘20与传动带18配合传动；一号轴19的右端穿出上机翼12-1与离合变速装置(图中未画)连接。所述离合变速装置通过传动机构(图中未画)与发动机2连接。二号轴28、三号轴14与机翼12的联系方式与一号轴19的相同。

[0007] 新概念垂直起降飞机升起时，打开上百叶窗6、下百叶窗13，然后使左右两边的驱动齿盘20互相反向旋转(如图3中箭头示)，同时使发动机2不产生推力。如图3示，驱动齿盘20带动传动带18，上机翼12-1内的机翼形板17象机翼一样在空中飞行而获得升力，同时，下洗气流由下部斜孔29进入下机翼12-2内。由于下机翼12-2内的机翼形板17被封闭，它们只能把进入到其中的空气向斜下推送。由于导气板26的作用，被机翼形板17推送的空气大部分从泄气孔25下泄。上机翼12-1内的机翼形板17获得的升力和下泄气流的反作用力，共同使机翼12获得升力，当此升力大于飞机全重时，飞机垂直升起。要使飞机在空中浮停，改变驱动齿盘20的转速，使飞机获得的升力等于飞机全重即可。要使飞机下降，改变驱动齿盘20的转速，使飞机获得的升力小于飞机全重即可。

[0008] 如图3示，转到导轮27和驱动齿盘20之间的机翼形板17会将一些空气往上提，这些空气的一部分会从斜孔21进入垂直跑气道24，最终从跑气孔 23挤出，挤出的气流的反作用能产生少许升力，减少一点能量损耗。

[0009] 当新概念垂直起降飞机升高时，收回起落架。升高到所要的平飞高度时，使发动机2产生推力并逐渐加大，随着平飞速度增加，下机翼12-2获得的升力逐渐增大，同时逐渐减小驱动齿盘20的转速，飞机升力足够时，操作离合变速装置，使驱动齿盘20停转并关闭上百叶窗6、下百叶窗13。关闭上百叶窗6、下百叶窗13，上机翼变为完整的固定翼。新概念垂直起降飞机飞行工况的操控同常规布局固定翼飞机。

[0010] 新概念垂直起降飞机从平飞转换到空中浮停，先打开上百叶窗6、下百叶窗13，启动驱动齿盘20并逐渐加速，同时使发动机2逐渐丧失推力。当飞机获得的升力等于飞机全重时，浮停实现。

[0011] 新概念垂直起降飞机从平飞逐渐转入降落，先打开上百叶窗6、下百叶窗13，启动驱动齿盘20并逐渐加速，但使飞机获得的升力略小于飞机全重，同时使发动机2逐渐丧失推力，当发动机2完全丧失推力且平飞速度为零时，即可实现垂直降落。落地前打开起落架。

[0012] 新概念垂直起降飞机，不打开上百叶窗6、下百叶窗13和不启动驱动齿盘20时，也能象常规布局固定翼飞机一样滑跑起飞、下滑降落。

[0013] 本发明有益的效果：

[0014] 新概念垂直起降飞机，上下翼在外端联结的联翼机翼，在机翼内设置回转的机翼形板17机构。在上机翼内从翼根向翼梢直线运动的机翼形板17，机翼形板17上的各点运动速度一致，可以较高速度运动。而旋转的风扇或螺旋桨沿径向心线速度越来越小，越靠近轴心叶片的效率越低，只有叶片的末端部分效率较高，而且风扇或螺旋桨的轴头风阻很大。再者，受结构、叶片材料性能、叶片末端线速度限制，风扇、螺旋桨的转速不能很高，这限制了提高效率。

[0015] 在螺旋桨扫过的圆形面积内，欲通过增加螺旋桨的桨叶的数量来提高效率会适得其反。因为对多浆叶螺旋桨来说，其上的每个叶片都要经受更多的扰动空气，因而会出现功率转移、效率降低的情况。在一般情况下，桨叶数越少，螺旋桨效率越高。因此，对螺旋桨来说，两片浆叶的螺旋桨的效率已是它的能力极限了。然而，若把螺旋桨扫过的圆形面积变成矩形，就可设置更多的机翼形板17，就能突破螺旋桨的极限效率值，获得更高的效率。所以，与现有的直升机、现有的垂直起降飞机相比，新概念垂直起降飞机垂直升起和空中浮停时能耗小许多，而且比现有的直升机飞行速度快得多。附图说明

[0016] 图1是新概念垂直起降飞机的俯视示意图；

[0017] 图2是新概念垂直起降飞机的主视示意图；

[0018] 图3是图1的A-A剖视放大图；

[0019] 图4是图3中的机翼壳的B-B剖面放大图；

[0020] 图5是图3的C-C剖面放大图。

具体实施方式

[0021] 实施例：

[0022] 如图1图2示。新概念垂直起降飞机由机身1、机翼12、襟翼7、副翼5、水平尾翼9、升降舵10、垂直尾翼8、方向舵11、起落架(图中未画)、发动机2组成。和常规布局形式的飞机一样，机翼12、襟翼7、副翼5、水平尾翼9、升降舵10、垂直尾翼8、方向舵11、起落架(图中未画)、发动机2在机身1两侧对称布置。垂直尾翼8、方向舵11在机身1轴线上方。
机翼12由上机翼12-1、下机翼12-2组成，上机翼12-1联接在机身1上部，下机翼12-2联接在机身1下部，上机翼12-1的根部与下机翼12-2的根部垂直联接，下机翼12-2的末端斜向上与上机翼12-1的末端圆滑联接，在此联接处联接前锥形整流罩3、后锥形整流罩4。
机翼12的截面形状如图4示，与常规机翼截面形状相似。襟翼7和副翼5与上机翼12-1的联系、升降舵10与水平尾翼9的联系、方向舵11与垂直尾翼8的联系方式均与常规布局形式的飞机一样。发动机2联接在下机翼12-2、或设置在机身1中、或设置在机身1的尾部的外面(如图1虚线示)。在上机翼12-1上有上百叶窗6、下百叶窗13(如图3示)。

[0023] 如图3示。在机翼12中：一号轴19顺着机身1的长方向联接在上机翼12-1的根部，一号轴19上有两个间隔的驱动齿盘20；二号轴27顺着机身1的长方向联系在下机翼12-2的根部，二号轴27上有两个间隔的一号导轮28；三号轴14顺着机身1的长方向联系在上机翼12-1与下机翼12-2的接合区，三号轴14上有两个间隔的二号导轮15；传动带18绕在驱动齿盘20、一号导轮28、二号导轮15上，传动带18上均匀联接若干机翼形板17，机翼形板17向着运动方向倾斜。如图3示，在机翼12的壳上开有：若干翼端部斜孔16、若干下部斜孔29、若干靠近机身1的斜孔21、一个垂直泄气孔25。在机翼12内的垂直边下部联结导气板26，其位置以利于尽多的气走向泄气孔25。机翼12的垂直边与机身1的侧边22间隔出一垂直跑气道24，跑气道24的下端有跑气孔23。如图5示，左支板31、右支板33垂直联接在上机翼12-1的壳内。一号轴19的左端部用左轴承32联系于左支板31；一号轴
19的右部用右轴承30联系于右支板33；驱动齿盘20与传动带18配合传动；一号轴19的右端穿出上机翼12-1与离合变速装置(图中未画)连接。所述离合变速装置通过传动机构(图中未画)与发动机2连接。二号轴28、三号轴14与机翼12的联系方式与一号轴19的相同。

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