專利名稱：空氣噴射驅動螺旋槳直升飛機的制作方法
技術領域：
本專利屬于航空機械領域。
背景技術：
目前已研究試驗的單人飛行器和相關專利技術方案有多種，其中有的技術上不夠成熟，有的結構復雜、成本高、或安全性可靠性、穩定性、使用性能等問題。都沒有普遍應用。雖然單人飛行也可用普通小型飛機，并達到很好的空氣動力的結構性能，但普通飛機造價高，飛行、使用、維護均需專業技術，還必須相應的飛行場跑道。這不符合單人飛行器和小型簡易飛機應能垂直升降不需跑道、簡單可靠、靈活方便、易于駕駛等要求。
發明內容
本發明的目的是創造一種新型特定的空氣噴射驅動螺旋槳技術。不僅滿足上述單人飛行器的要求。而且能空中懸停、倒退飛行。安全可靠、簡單實用、穩定性好、價格低。便于操縱維護，推廣應用的單人直升飛機或雙人、三人小型直升飛機。
根據本發明的目的，要解決特別輕型升力螺旋槳的空氣動力性能和材料、結構、強度等問題外，更必需解決螺旋槳特定的新型的驅動方案，以及螺旋槳如何以最簡單有效、輕小的方式與槳轂、槳軸的鉸接問題，涉及與此有關的連接機架和整體布置問題。
解決這一系列技術問題，本發明的技術方案是完全取消普通的升力螺旋槳的機械傳動系統，而以本發明特定的內部壓縮空氣在螺旋槳端向后噴出，產生的反作用力來驅動。采取兩葉蹺板式螺旋槳。槳轂直接與機架上端軸管的球面支承鉸接，以特定的自動傾斜器操作和轉向舵轉向。原理上升力系統與現有技術相同，但整個驅動方式、結構布置、技術方案均與現有技術完全不同。
圖1是本發明、空氣噴射驅動螺旋槳直升飛機的技術方案與結構布置。由升力螺旋槳部份、操縱部份及機身部份組成，其中升力螺旋槳部份包括升力螺旋槳裝置(1)，動力裝置(發動機及離心式鼓風機)(2)，球面支承(4)，油箱(6)。
操縱部份包括自動傾斜器操縱裝置(3)，轉向舵(7)，油門踏板(8)，方向操縱桿(9)，前后操縱桿(11)。
機身部份包括機架柱(5)，機身罩(12)，前、后輪裝置(13)。
圖2-圖4是對應圖1各個剖面A-A、B-B、C--C的裝置的結構。圖5是升力螺旋槳槳轂與球面支承鉸接的具體結構。
本發明的主要特征是其升力螺旋槳部份。雙葉蹺板式升力螺旋槳(1-1)兩端，各有一個噴口(1-2)正對槳葉旋轉相反方向(圖1的A-A剖面圖2)。噴口連通槳葉內部的噴管(1--3)。噴管另一端分別與槳轂的下孔b(圖5)，支管(4-2)，上孔a，整流罩(4--1)，球面支承(4)，機架柱(5)和離心鼓風機(2-5)的排氣管d連通(圖3)，構成噴射驅動螺旋槳的空氣流通管路。
本發明的第2特征是雙葉螺旋槳(1-1)的槳轂(1-4)以槳轂螺栓(1-5)連接。槳轂(1-4)與機架柱(5)上端的球面支承(4)鉸接，(圖2)、(圖5)。
本發明第3特征是離心鼓風機(2-5)裝在發動機(2-1)前端， (圖3)、(圖1)，壓縮機進氣口C正對飛行前進方向。
本發明第4特征是其自動傾斜器(3)裝置(圖4)螺旋槳輪轂(1-4)裝有槳轂肖(3-2)，通過鉸接方式與拉桿(3-3)，下肖(3-4)連接。下肖裝在軸承環套(3-5)上。環套內有環形軸承(3-6)，并由其內的橫臂(3-7)和鉸接的橫肖(3-1)支承。橫臂上固定有前后操縱桿(11)。
本發明第5特征是轉向舵7呈特定翼型(圖1)，位于螺旋槳以下機身的后方，并與方向操縱桿9連接。
本發明是這樣實現的，位于座位(10)上駕駛員，操縱油門踏板8控制發動機(2-1)及離心鼓風機(2-5)運轉。從鼓風機進氣口c(圖1，圖2，圖3)吸入前方空氣，壓縮后空氣通過排氣管d進入中空管形的機架柱(4)，向上流經球面軸承(4)，經過整流罩(4-1)，上孔a，支管(4-2)，下孔b分別流入螺旋槳(1-1)內兩噴管(1-3)，(圖5)從兩端噴口(1-2)噴出(如圖2中虛線箭頭)。其反作用力與噴射氣流相反，推動螺旋槳旋轉，產生升力，使飛機升降。
駕駛員操縱前后操縱桿(11)，橫臂(3-7)，環形軸承(3-6)，軸承環套(3-5)，下肖(3-4)，拉桿(3-3)，槳轂肖(3-2)，使環形軸承及槳轂1-4處于水平位置。此時兩端兩螺旋槳葉的安裝角相等Φ1＝Φ2。(如圖4)，槳盤旋轉面內氣流垂直向下。實現飛機垂直升降或空中懸停。
當推動前后操縱桿向前，則橫臂繞橫肖(3-1)轉動一個角度，同樣通過上述自動傾斜器裝置使輪槳轂向上傾斜(如圖4中雙向箭頭)。造成一端(向后劃的一端)螺旋槳葉安裝角Φ2增大，Φ1＜Φ2。形成向前推力，使飛機向前飛行。與普通直升飛機飛行原理基本相同。
反之，當推動前后操縱桿向后，則通過上述自動傾斜器裝置。使槳轂向下傾斜(如圖4中雙向箭頭)。Φ1＜Φ2造成向后推力，使飛機倒退飛行。
轉彎時，擺動方向操縱桿(9)，使轉向舵(6)繞操縱桿軸轉過一角度，此時轉向舵本身特定的翼型與螺旋槳下氣流的空氣動力作用，推動轉向舵，形成繞機架柱的轉向力距。使飛機改變方向。當空氣中懸停時還可繞垂直軸原地轉向。
飛機中離心壓縮機吸氣口從前方吸入空氣。發動機排氣管排出廢氣向后。這些也產生推力推動飛機前進。
對照同類現有技術，本發明的有益效果、優點是1、本發明兩葉蹺板式升力螺旋槳空氣動力特性具有優良的平衡性能，槳兩葉端空氣噴射裝置，減少了葉端渦流和誘導阻力，提高了升阻比。
2、螺旋槳內部噴管又是翼梁，此翼梁直接與槳轂連與一體，鉸接在機架柱頂部球面軸承上，內部管道相通，使離心鼓風機排氣管中氣流進入機架柱，最后順暢從噴口噴出，沒有傳動裝置，沒有因此而引起的反作用力矩，也沒有普通直升機常有的機尾部螺旋槳裝置。結構十分簡單可靠，輕小緊湊。
3、升力螺旋槳相對直徑很大，轉速很低，翼載很小。良好翼型和翼端空氣噴射驅動，使所需發動功率大大減少，只相當于普通同類單人飛行器動力的1/3-1/4。(例如相當美國Solo Trek函道風扇單人飛行器的1/10)，燃料消耗很少，經濟性好。同時安全性、穩定性很好，即使發動機因故停轉，垂直下降也可依賴螺旋槳自轉和著地前“飄降”安全著陸，不會造成事故和人身傷害。
4、整個飛機零部件少，簡單、實用、速度低，非常容易操縱，即使操縱失誤也很易糾正(在空中繼續飛行)，普通人很容易學會，不需專業駕駛技能。重量輕，便于維護。而且可垂直升降，懸停、轉向、前飛、后飛、滑翔。非常靈活方便。容易制造，成本只及同類小型飛機的1/5-1/10。
圖1是空氣噴射驅動螺旋槳單人直升飛機的總圖。圖中1-升力螺旋漿裝置，2-動力裝置，3-自動傾斜器操縱裝置，4-球面支承，5-機架柱，6-油箱，7-轉向舵，8-油門踏板，9-方向操縱桿，10-座位，11-前、后操縱桿，12-機身罩，13-前、后輪裝置。
圖2是圖1的A--A剖面，升力螺旋槳裝置。圖中(1--1)升力螺槳，(1--2)噴口，(1--3)噴管，(1--4)槳轂，(1--5)槳轂螺栓。
圖3是圖1的B--B剖面，為動力裝置。圖中(2-1)發動機，(2-2)導風罩，(2-3)空氣濾清器，(2-4)化油器，(2-5)離心鼓風機，(2-6)排氣管，c-鼓風機進氣口，d-鼓風機排氣管。
圖4是圖2的C-C剖面，為其自動傾斜器操縱裝置。圖中5-機架柱，(3-1)橫肖，(3-2)槳轂肖，(3-3)拉桿，(3-4)下肖，(3-5)軸承環套，(3-6)環形軸承，(3-7)橫臂，11-前后操縱桿，1-4槳轂，1-5槳轂螺栓。a-上孔。
圖5是槳轂球面支承裝置。圖中4-球面支承，5-機架柱，(1-1)升力螺旋槳，(1-3)噴管，(1-4)槳轂，(4-1)整流罩，(4-2)支管。a-上孔，b-下孔。
具體實施方式
實現本發明的優選方式，比較適用于小型，單人(雙人或3人型)，短途、靈活、機動、輕便的飛行器上，特別作為單人用飛行器，效果明顯。
以下是本發明的一個實施例名稱空氣噴射驅動螺旋槳單人直升飛機。
升力螺旋槳型式兩葉蹺板型升力螺旋槳，槳轂以球面支承于機架柱上。槳葉內主梁呈中空管狀的噴管分別與槳轂球面軸承及兩端噴口連通。
升力螺旋槳直徑8米轉速150轉/分鐘機架柱管狀壓縮機單級離心式，直接由發動機曲軸驅動。
發動機單缸，風冷，4沖程。
氣缸容積150毫升額定轉速8000轉/分鐘額定功率10仟瓦自重58公斤油箱容量12公斤載重量(單人)80公斤總重量150公斤槳盤載荷2.98公斤力/平方米功重比0.067仟瓦/公斤巡航速度20-25公里/時最大速度30公里/時最大飛行高度1000米續航時間4小時本發明可廣泛用于個人或其他小型飛機交通、通訊聯絡、空中游覽、攝影、娛樂、偵察軍用、體育競賽、健身運動、超越障礙、商業廣告、空中巡邏、檢測觀察等各方面。
權利要求1，空氣噴射驅動螺旋槳直升飛機，其特征是升力螺旋槳兩端各有一個噴口，噴口連通槳葉內部的噴管、槳轂的下孔、支管、上孔、整流罩、球面支承、機架柱及離心鼓風機的排氣管。
2，根據權利要求1 空氣噴射驅動螺旋槳直升飛機，其特征是雙葉螺旋槳的槳轂以螺栓連接，槳轂與機架柱上端的球面支承鉸接。
3，根據權利要求1，空氣噴射驅動螺旋槳直升飛機，其特征是離心鼓風機直接與發動機軸聯接，鼓風機進氣口正對飛機前進方向。
4，根據權利要求1，空氣噴射驅動螺旋槳直升飛機，其特征是螺旋槳的槳轂肖依次與拉桿、軸承環上下肖鉸接，其內部環形軸承中的橫臂支承于機架柱的橫肖上，橫臂上連接前后操縱桿。
5，根據權利要求1，空氣噴射驅動螺旋槳直升飛機，其特征是轉向舵位于螺旋槳下方機身后部，與方向操作桿連接。
專利摘要空氣噴射驅動螺旋槳直升飛機，屬于航空機械領域，特征是雙葉蹺板式升力螺旋槳兩端各有一個噴口，連通槳葉內噴管及離心鼓風機排氣管道。離心鼓風機排出空氣，經機架柱、球面軸承等通過槳葉內噴管和兩端噴口噴出，以空氣噴射反作用力驅動螺旋槳。兩葉蹺板式螺旋槳支承球面軸軸承上，以特定的自動傾斜器操縱。以特定的轉向舵控制方向，可實現垂直升降、懸停、前飛、后飛、轉彎和原地轉向等各種飛行，比現有同類技術耗能低，更簡單可靠、靈活機動，容易駕駛、安全穩定、使用性能良好、所需功率僅及普通單人飛行器的1/3－1/4，成本僅及后者的1/5－1/10。可廣泛用于個人或小型飛行交通、聯絡、游覽、攝影、體育運動、軍用、商業廣告、巡邏等各個方面。
文檔編號B64C27/00GK2600337SQ0228608
公開日2004年1月21日 申請日期2002年11月18日 優先權日2002年11月18日
發明者雷良榆 申請人:雷良榆