CN103863562A - 具有组合桨叶的直升装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是公开一种绕正交轴公转和自转的机构以及5类具有组合桨叶的直升装置。因其用于产生升力的组合桨叶仍由主发动机驱动而隶属直升机系列，但产生升力的原理既有基于机翼理论的部分又有基于马格努斯效应的部分，而产生升力的结构既有组合桨叶整体绕立轴(定轴)公转的部分又有组合桨叶中转动部件绕桨叶轴(动轴)自转的部分，或利用风速表原理实现组合桨叶中转动部件的自转。5种组合桨叶的类型包括：转筒式、襟翼棒式、扇翼机式、滚翼式和风杯式。每套直升装置安装同一类型的组合桨叶，其数量与旋翼毂上安装的桨叶轴数量相等，为2～4。其有益效果在于：充分利用产生升力的各种原理，缩短现有直升机桨叶的长度，提高其强度和升力。

Description

具有组合桨叶的直升装置

技术领域

具有组合桨叶的直升装置是对现有直升机垂直起落原理和结构的补充和改进，属于直升机旋转翼和桨叶领域。

背景技术

目前的航空技术仍主要赖以经典的机翼理论，成熟的机型主要有固定翼和旋转翼两大类。前者的设计理论已相当成熟，整机的大小、重量、速度和飞行高度均达到令人惊叹的水平，但隶属后者的直升机虽已在尖端技术云集的军事领域大展身手，但一些不足也是明显的。

本发明关注的是直升机旋转翼桨叶的效率较低。有资料介绍，一般直升机的桨叶少则2支，多则8支，甚至采用双层，与空气作用的总有效面积与固定机翼比相差甚远，致使载重量差距也相当大(例如，安-225运输机可以载重250吨，而米-26只有20多吨)；但继续增加桨叶数量受桨毂结构和安装方法的限制；而增加转速至超音速，又会带来强度、振动等方面的诸多问题。此外，由于直升机桨叶作定轴转动，其轴心点速度为0；而升力与速度平方成正比，故近轴心部分产生的升力较小，物不尽其用。

事实上，依据流体力学理论，除常规机翼能产生升力外，早在1672年被初步认识到，1852年被上升到理论高度的马格努斯效应(Magnus effect)同样可以产生“侧向力”，并用于解释足球运动中的所谓“香蕉球”和乒乓球运动中的“弧圈球”；也有人利用马格努斯效应设计出了带旋转的飞艇，用以增加、调节飞艇的升力。

马格努斯效应是指：在流体中边旋转边前行的回转体(如球或圆柱体)，当其旋转角速度矢量与前行速度矢量不重合时，则在这两个矢量作用面的法线方向上产生一个侧向力，并使该回转体前行轨迹发生偏转的现象。其物理解释是：回转体旋转时借助流体的粘性可以带动其周边流体旋转，致使其一侧的流体增速，而相对侧的流体减速；于是，根据判定速度和压力关系的伯努利原理，两侧会出现压力差。

“马格努斯效应的力学模型”(浙江体育科学，1995年(第17卷)第三期，潘慧炬，浙江师范大学321004)一文摘要：“从伯努里方程出发，运用数学、力学推导，建立了马格努斯效应的力学模型。导出了马格努斯力的数学表达式，并进一步探讨了在此力作用下，旋转球体在空中飞行时的横向位移。”但此文压根不涉及其它，特别是航空领域的应用问题。

“马格纳斯效应运用于飞行器之研究”(任台军，***立中兴大学机械工程学系，网传时间2012.09.11，贡献者莊书豪)一文摘要：“本研究之目的，主要探討瑪格納斯效應運用於垂直起降飛行器之可行性。從文獻資料所得瑪格納斯效應升力係數介於7～9之間，惟未說明實驗方法。本研究擬以從事實驗並驗證之。實驗之轉筒直徑160mm，長180mm，當其切線速度為12.56m／s，氣流速範圍為3～15m／s時，經實驗所量得之轉筒升力可逹71～731g或0.394～4.06(每公尺轉筒長之升力)，亦即升力係數逹3.5～5.1。使轉筒週邊環流增強，則升力係數可逹4～6，還大於機翼1.0～1.5。故應用瑪格納斯效應於垂直起降飛行器，來逹到所需升力，為一可行的方法。”但遗憾的是，该文仅用实验方法测得来流速度，转筒速度和升力大小之间的关系，说明“瑪格納斯效應於垂直起降飛行器，來逹到所需升力，為一可行的方法。”至于用何种结构或装置实施之，并未奉告。

有人提出“马格努斯棒状前襟翼”(百度发动机爱好者于2009.06.18编辑)的设想，即“用适当直径和长度的马格努斯棒取代前襟翼，在起飞、降落或机动飞行时使其转动前沿向上可以产生极大的增升效果，且升力中心靠前，常规布局的飞机可减小尾翼的面积，也可用在三角翼或鸭式布局上。马格努斯棒的刚性较前襟缝翼好，低速时增升效果明显，且易控制，虽会消耗一定能量，好在只在起飞、降落或机动飞行时使用，影响不会太大。”但他并未给出旋转“马格努斯棒”的驱动机构；此外，该方案也仅是对固定机翼的改进。

有人将“扇翼机”(2005年06月27日中国航空信息网巴黎航展消息)列为马格努斯效应的应用；也有人认为它仍是基于传统机翼理论，只不过是掠过机翼的气流来自于机翼前缘的“松鼠笼”风扇。“扇翼机”的结构和原理是：“当由发动机和带状传动装置驱动的风扇旋转时，可从机翼前缘抽入空气，经旋转加速后射入后部机翼表面，从而用很小的功率产生强大的升力。与现有飞机或直升机最大不同的是，其固定翼上装置有旋转的扇笼，并产生气流驱动飞机前进。……它是一种历史上首次由水平旋转而产生升力和推力来维持飞行的飞机。”但该设计中的机翼依然是固定的，且文中只概略提及“该机利用安装在每侧机翼前缘的襟翼进行操纵，俯仰和偏航分别由升降舵和方向舵控制，加速和爬升则由转子转速决定。”

“摆线桨气动原理及应用分析”(西安航空技术高等专科技术学校学报，2013.01，第31卷第1期，吴晴肖天航)一文提到“其叶片旋转轴线与叶片平面平行，悬停状态下叶片运行轨迹为圆周，前进状态下叶片轨迹为摆线，故称之为摆线桨，……。基于摆线桨原理的推进器在船用领域已有一定的应用，一般被称为平旋推进器、直翼推进器或全向推进器，但在航空领域，摆线桨的应用实例尚不多见。”

事实上，业内人士常将翼片沿圆柱状转子母线配置，且在转子公转的过程中翼片又自转的一类升力装置统称“滚翼机”。通过优酷视频可以看到题为《印度阿三的滚翼机》的实验展示。用于飞行器的上述“摆线桨推进器”也应该归类为“滚翼”结构。关于“滚翼机”的中外专利很多，例如：中国发明专利“用于飞行器的滚翼装置”(申请号90106387.8，申请人韩培洲，未见授权公告)；SU1052248.A公开了一种“丹科夫滚翼机模型转翼的联动装置”(注：译名，供参考)；中央电视台、北京电视台、《航空模型》杂志、兵工科技杂志等媒体也曾对西北工业大学航空学院某团队实施的“风火轮滚翼机”做过专题报道；……。

旋翼飞机，俗名“风车飞机”(参见百度百科)，由西班牙工程师谢巴发明并于1925年首次正式试飞。它是靠飞机运动时激起的气流驱动类似于普通直升机旋翼似的桨叶，产生升力，以确保飞机失速时也不会下坠。不究其旋翼结构，“利用气流驱动”这一设计思想也启发了本发明人。

发明内容

本发明的目的是公开一种基于绕一对正交轴公转和自转的机构(以下简称为“正交转动机构”)和5类具有组合桨叶的直升装置，它们均对现有直升机垂直起落原理和结构进行补充和改进。因其用于产生升力的组合桨叶(即旋转翼)仍由主发动机驱动而隶属直升机系列，但产生升力的原理既有基于机翼理论的部分又有基于马格努斯效应(Magnus effect)的部分，而产生升力的结构既有组合桨叶整体绕立轴(定轴)公转的部分又有组合桨叶中转动部件绕桨叶轴(动轴)自转的部分，或利用风速表风杯原理实现组合桨叶中转动部件的自转，故发明人将其称之为“组合桨叶”。组合桨叶的5种类型包括：①转筒式组合桨叶、②襟翼棒式组合桨叶、③扇翼机式组合桨叶、④滚翼式组合桨叶和⑤风杯式组合桨叶。每套直升装置上只需安装同一类型的组合桨叶，其数量取决于旋翼毂上安装的桨叶轴的数量且相一致，本发明中将该数量确定为2～4。

所述的正交转动机构由立轴、立轴座、定伞齿轮、公转轴套、公转驱动轮、旋翼毂、止推轴承、缓冲弹簧、桨叶轴、自转轴套和动伞齿轮组成。其中，立轴下端借助立轴座与直升机本体固连，其顶端同轴线固装齿形朝下的定伞齿轮；公转轴套可绕立轴自由转动且前者外部自上而下同轴线固装旋翼毂和公转驱动轮，下端装有支撑在缓冲弹簧上的止推轴承；桨叶轴沿旋翼毂径向均布地相互连接，连接方式与现有直升机桨叶的连接方式相同；公转驱动轮借助齿轮或同步带轮系被直升机主引擎驱动并带动公转轴套连同旋翼毂和桨叶轴绕立轴公转。组合桨叶中的转动部件(如转筒、襟翼棒、风扇或滚翼筒)借助两端中心处固装的自转轴套在桨叶轴上自由转动；与齿形朝下的定伞齿轮啮合的动伞齿轮固装在所述转动部件靠近立轴侧的自转轴套上并确保在转动过程中相互始终啮合；于是，在直升机主引擎的驱动下，借助动伞齿轮在定伞齿轮上的纯滚动即可实现组合桨叶中的所述转动部件在绕立轴公转的同时又绕桨叶轴自转。

显而易见，每套直升装置中定伞齿轮的数量只有1个，而动伞齿轮的数量与桨叶轴的数量一致，本发明中初定为2～4个。

现将5种类型的组合桨叶的结构分述如下。

①转筒式组合桨叶包括：由两侧的平直框板和与其正交的一根连杆固结成的一体式桨叶框架、两端固装有自转轴套的转筒、同步带轮；其中，桨叶框架用于将多个转筒组合成一体并借助同步带轮完成所需要的同向转动，而自身仅随桨叶轴一体地绕立轴公转——即两者须在桨叶轴外端固接(例如采用花键副或焊接)。转筒数量为2或3个，置于所述桨叶框架内，所述转筒的轴线相互平行且共面，每个转筒两端的中心处各固装一个自转轴套，且靠近立轴侧的自转轴套穿过所述平直框板上的轴承套后再在其上固装1个同步带轮；而绕桨叶轴自转的一个转筒该侧的自转轴套上还须再加装一个与定伞齿轮啮合的动伞齿轮；且当该桨叶轴穿过该转筒两侧的自转轴套后与所述桨叶框架外侧的所述平直框板固结。

上述结构能够确保整个转筒式组合桨叶绕所述立轴公转时，套装在桨叶轴上的转筒在动伞齿轮的拖动下产生马格努斯效应所需要的转动，而另1或2个转筒在同步带轮的带动下同向转动，成倍地增加了马根努斯升力。

②襟翼棒式组合桨叶包括：一段具有常规展弦比的等宽翼片，其展向两端的端板在前缘侧向外延伸出两段耳板，用于安装襟翼棒(注：实则也是转筒，此处只是沿用了现有技术的术语)；襟翼棒两端各固装一个自转轴套；且靠近立轴侧的自转轴套穿过所述耳板上的轴承套后再在其上固装一个与定伞齿轮啮合的动伞齿轮；所述桨叶轴穿过襟翼棒两端的自转轴套后与另一侧的所述耳板固结(例如采用花键副或焊接)。

上述结构能够确保整个襟翼棒式组合桨叶绕所述立轴公转时，套装在桨叶轴上的襟翼棒在动伞齿轮的拖动下绕所述桨叶轴作马格努斯效应所需要的转动，并产生马根努斯升力；而翼片则在绕所述立轴公转的过程中产生由机翼理论所决定的升力。两种所述升力的叠加必定大于翼片独自公转所产生的升力。

③扇翼机式组合桨叶包括：一段具有常规展弦比的等宽翼片，其展向两端的端板在前缘侧向外延伸出两段耳板，用于安装能转动的风扇和仅有下半周的固定风扇罩；风扇两端各固装一个自转轴套；且靠近立轴侧的自转轴套穿过所述耳板上的轴承套后再在其上固装一个与定伞齿轮啮合的动伞齿轮；所述桨叶轴穿过风扇两端的自转轴套后与另一侧的所述耳板固结(例如采用花键副或焊接)。

上述结构能够确保整个风扇机式组合桨叶绕所述立轴公转时，套装在桨叶轴上的风扇在动伞齿轮的拖动下绕所述桨叶轴作马格努斯效应所需要的转动，并产生马根努斯升力；而所述翼片前缘的来流速度则因其绕所述立轴的公转和风扇的附加转动共存而加大，并产生与叠加速度平方成正比的加大的翼片升力；这两种所述升力的叠加必定远大于翼片独自公转时所产生的升力。

④滚翼式组合桨叶由导流罩和滚翼筒组成；其中的导流罩是一段由两侧扇形端板夹固的1／4圆柱面曲板，且后者轴线与一侧的扇形端板交汇处加装有轴承套；滚翼筒上的3～5片等宽等长的翼片借助两侧的圆形端板固连成一体，翼片的翼弦位于正6～10边形的间隔边上，翼面与中轴线平行；滚翼筒两端的中轴线处各固装一个自转轴套，且靠近立轴侧的自转轴套穿过所述扇形端板上的轴承套后再在其上固装一个与所述定伞齿轮啮合的动伞齿轮；所述的桨叶轴穿过滚翼筒两侧的自转轴套后与另一侧的所述扇形端板固结(例如采用花键副或焊接)。

上述结构能够确保整个滚翼式组合桨叶在桨叶轴的带动下绕所述立轴公转时，套装在桨叶轴上的滚翼筒在动伞齿轮的拖动下绕所述桨叶轴作马格努斯效应所需要的转动，并产生马根努斯升力；而翼片则在随桨叶轴绕所述立轴公转和自转的过程中也同时产生由机翼理论所决定的升力(所述翼片运动至自转圆周上半部分时)和“降力”(所述翼型桨叶运动至自转圆周下半部分时)；但“降力”部分会因所述导流罩的存在而转换成为“***内力”，对直升装置的副作用也随之消失。

事实上，滚翼式组合桨叶在公转和自转时产生升力的机理较为复杂：初等机翼理论多基于理想流体，而马格努斯效应则是基于粘性流体；两者同时存在时，孰重孰轻，有待于实验结果验证。或许实验结果会表明：所述定伞齿轮应该齿形朝上地与所述定伞齿轮啮合，于是，组合桨叶中的滚翼筒变向转动；基于此，当所述翼片运动至自转圆周上半部分时，由理论力学中的刚体复合运动原理，翼片上各点由公转产生的牵连速度与由自转产生的相对速度同向，绝对速度加大

故由初等机翼理论所决定的升力也取较大值；而此时马格努斯效应产生的“降力”部分，连同所述翼片运动于自转圆周下半部分时由机翼理论决定的“降力”部分均被所述导流罩转化为“***内力”而化解。

尽管如此，仍不妨碍本发明将滚翼式组合桨叶作为实现本发明主题的一种有益结构。

⑤风杯式组合桨叶是用现有风速表上的风杯结构取代所述动伞齿轮(只是为了获得较好的驱动效果，所述风杯应安装在所述转筒或襟翼棒或风扇或滚翼筒等转动部件的外侧)，定伞齿轮也同时被取消；于是，所述转动部件自转的动力将来自于它们被所述桨叶轴带动公转时作用于风杯上的相对气流；而其自转方向与所述风杯杯口的朝向相反。

由于本发明集总了流体力学中产生升力的各种原理，其有益效果在于：充分发挥桨叶作用，特别是极大地提高了现有直升机靠近转轴部分桨叶的升力；在产生相同升力的前提下，可显著缩短桨叶长度，有利于改善其结构强度，并缩小机体外形尺寸和舰载占位空间。

附图说明

图1正交转动机构示意图

图2转筒式组合桨叶示意图

图3图2中的A-A剖面示意图

图4襟翼棒式组合桨叶示意图

图5图4中的B-B剖面示意图

图6扇翼机式组合桨叶示意图

图7图6中的C-C剖面示意图

图8滚翼式组合桨叶示意图

图9图8中的D-D剖面示意图

图10以转筒式组合桨叶为例的风杯式组合桨叶示意图

具体实施方式

下面给出本发明的优选实施方式，并结合附图加以说明。

如图1所示，一种具有组合桨叶的直升装置的正交转动机构包括：立轴1、旋翼毂2、定伞齿轮3、公转轴套4、公转驱动轮5、止推轴承6、缓冲弹簧7、立轴座8、自转轴套9、桨叶轴10和动伞齿轮11；其中，立轴1下端借助立轴座8与直升机本体固连，而顶端同轴线固装齿形朝下的定伞齿轮3；公转轴套4与立轴1转动配合，且前者外部自上而下固装同轴线的旋翼毂2和公转驱动轮5，下端装有支承在缓冲弹簧7上的止推轴承6；桨叶轴10沿旋翼毂2径向均布地连接，连接方式与现有直升机桨叶的连接方式相同；公转驱动轮5借助齿轮系或同步带轮系被直升机主引擎驱动并带动公转轴套4连同旋翼毂2和桨叶轴10绕立轴1轴线公转；组合桨叶中的转筒21(或襟翼棒31或风扇41或滚翼筒51等转动部件)借助两端中心处固装的自转轴套9在桨叶轴10上转动；与齿形朝下的定伞齿轮3啮合的动伞齿轮11固装在转筒21(或所述转动部件)靠近立轴1侧的自转轴套9上并确保在转动过程中两者始终相互啮合。每套直升装置只有1个定伞齿轮3，而动伞齿轮11的数量与桨叶轴10的数量相同，本发明初定为2～4个。

如图2、3所示，一种具有组合桨叶的直升装置中的转筒式组合桨叶包括：由两侧的平直框板和与其正交的一根连杆固结成的一体式桨叶框架20、两端固装有自转轴套9的转筒21、同步带轮12；其中，桨叶框架20用于将多个转筒21组合成一体并借助同步带轮12完成所需要的同向转动，而桨叶框架20自身仅随桨叶轴10一体地绕立轴1公转，即桨叶轴10的外端须与桨叶框架20固接(例如可以采用花键副；图中简化为焊接)；转筒21的数量为2或3个，置于桨叶框架20内，转筒21的轴线相互平行且共面；转筒21两端的中心处各固装一个自转轴套9，且靠近立轴1侧的自转轴套9穿过所述桨叶框架20框板上的轴承套后再在其上固装1个同步带轮12；而绕桨叶轴10自转的转筒21该侧的自转轴套9上还须再加装一个与定伞齿轮3啮合的动伞齿轮11；桨叶轴10穿过该转筒21两侧的自转轴套9后与所述桨叶框架20外侧的框板固结(例如可以采用花键副；图中简化为焊接)。

如图4、5所示，一种具有组合桨叶的直升装置中的襟翼棒式组合桨叶包括：一段具有常规展弦比的等宽翼片32，其展向两端的端板在前缘侧向外延伸出用于安装襟翼棒31的两段耳板；襟翼棒31两端中心处各固装一个自转轴套9；且靠近立轴1侧的自转轴套9穿过所述耳板上的轴承套后再在其上固装一个与定伞齿轮3啮合的动伞齿轮11；桨叶轴10穿过襟翼棒31两端的自转轴套9后与另一侧的所述耳板固结(例如可以采用花键副；图中简化为焊接)。

如图6、7所示，一种具有组合桨叶的直升装置中的扇翼机式组合桨叶包括：一段具有常规展弦比的等宽翼片32，其展向两端的端板在前缘侧向外延伸出两段耳板，用于安装风扇41和仅有下半周的固定风扇罩33；风扇41两端中心处各固装一个自转轴套9；且靠近立轴1侧的自转轴套9穿过所述耳板上的轴承套后再在其上固装一个与定伞齿轮3啮合的动伞齿轮11；所述桨叶轴10穿过风扇41两端的自转轴套9后与另一侧的所述耳板固结。

如图8、9所示，一种具有组合桨叶的直升装置中的滚翼式组合桨叶由导流罩52和滚翼筒51组成；其中的导流罩52是一段由两侧扇形端板夹固的1／4圆柱面曲板，且后者轴线与靠近立轴1侧的扇形端板交汇处装有轴承套；滚翼筒51上的3～5片(图中画出4片)等宽等长的翼片借助两侧的圆形端板固连成一体；翼片的翼弦位于正6～10边形的间隔边上，翼面与转轴平行；滚翼筒51两端中心处各固装一个自转轴套9，且靠近立轴侧的自转轴套9穿过导流罩52靠近立轴1侧的扇形端板上的轴承套后再在其上固装一个与所述定伞齿轮3啮合的动伞齿轮11；所述的桨叶轴10穿过滚翼筒51两侧的自转轴套9后与另一侧的所述扇形端板固结。

如图10所示，一种具有组合桨叶的直升装置中的风杯式组合桨叶是用现有风速表上的风杯61取代所述动伞齿轮11，也即同时取消定伞齿轮3；风杯61同轴线地固装在转筒21或襟翼棒31或风扇41或滚翼筒51等转动部件的远离立轴1侧；于是这些转动部件的自转动力将来自其随同桨叶轴10公转时作用于风杯61上的相对气流；而它们自转的方向与风杯61的杯口朝向相反。

一种具有组合桨叶的直升装置最终由一套所述正交转动机构和五择一的所述组合桨叶组成；这5种直升装置是：①具有转筒式组合桨叶的直升装置、②具有襟翼棒式组合桨叶的直升装置、③具有扇翼机式组合桨叶的直升装置、④具有滚翼式组合桨叶的直升装置和⑤具有风杯式组合桨叶的直升装置。

通过上述结构描述可进一步体会到本发明能集总流体力学中产生升力的各种原理，其有益效果在于：充分发挥桨叶的作用，特别是极大地提高了现有直升机靠近转轴部分桨叶的升力；在产生相同升力的前提下，可显著缩短桨叶长度；有利于改善其结构强度；并缩小机体外形尺寸和舰载占位空间。

Claims (5)

1.一种具有组合桨叶的直升装置，包括立轴(1)、旋翼毂(2)；其特征在于：它由正交转动机构和转筒式组合桨叶两大部分构成；其中的正交转动机构还包括定伞齿轮(3)、公转轴套(4)、公转驱动轮(5)、止推轴承(6)、缓冲弹簧(7)、立轴座(8)、自转轴套(9)、桨叶轴(10)和动伞齿轮(11)；其中，立轴(1)下端借助立轴座(8)与直升机本体固连，而顶端同轴线地固装齿形朝下的定伞齿轮(3)；公转轴套(4)与立轴(1)转动配合，且前者下端装有支承在缓冲弹簧(7)上的止推轴承(6)，外部自上而下同轴线地固装旋翼毂(2)和公转驱动轮(5)；2～4根桨叶轴(10)沿旋翼毂(2)径向均布地相互连接，连接方式与现有直升机桨叶的连接方式相同；公转驱动轮(5)借助齿轮系或同步带轮系被直升机主引擎驱动并带动公转轴套(4)连同旋翼毂(2)和桨叶轴(10)绕立轴(1)公转；每套直升装置上只有1个定伞齿轮(3)，而动伞齿轮(11)的数量与桨叶轴(10)的数量相同，亦为2～4个；所述转筒式组合桨叶包括由两侧的平直框板和与其正交的一根连杆固结成的一体式桨叶框架(20)、转筒(21)、同步带轮(12)；其中，桨叶框架(20)用于将2或3个轴线相互平行且共面的转筒(21)组装成一体并完成所需要的同向转动，而自身仅随桨叶轴(10)一体地绕立轴(1)公转，即桨叶轴(10)的外端须与桨叶框架(20)固接；转筒(21)两端的中心处各固装一个自转轴套(9)，且靠近立轴(1)侧的自转轴套(9)穿过桨叶框架(20)的所述平直框板上的轴承套后再在其上固装1个同步带轮(12)；而绕桨叶轴(10)自转的转筒(21)该侧的自转轴套(9)上还须再加装一个与定伞齿轮(3)啮合的动伞齿轮(11)；桨叶轴(10)穿过该转筒(21)两端的自转轴套(9)后与所述桨叶框架(20)外侧的所述平直框板固结。

2.一种具有组合桨叶的直升装置，包括立轴(1)、旋翼毂(2)、襟翼棒(31)和翼片(32)；其特征在于：它由正交转动机构和襟翼棒式组合桨叶两大部分构成；其中的正交转动机构还包括：定伞齿轮(3)、公转轴套(4)、公转驱动轮(5)、止推轴承(6)、缓冲弹簧(7)、立轴座(8)、自转轴套(9)、桨叶轴(10)和动伞齿轮(11)；其中，立轴(1)下端借助立轴座(8)与直升机本体固连，而顶端同轴线地固装齿形朝下的定伞齿轮(3)；公转轴套(4)与立轴(1)转动配合，且前者下端装有支承在缓冲弹簧(7)上的止推轴承(6)，外部自上而下同轴线地固装旋翼毂(2)和公转驱动轮(5)；2～4根桨叶轴(10)沿旋翼毂(2)径向均布地相互连接，连接方式与现有直升机桨叶的连接方式相同；公转驱动轮(5)借助齿轮系或同步带轮系被直升机主引擎驱动并带动公转轴套(4)连同旋翼毂(2)和桨叶轴(10)绕立轴(1)公转；襟翼棒(31)借助两端中心处固装的自转轴套(9)在桨叶轴(10)上自由转动；与齿形朝下的定伞齿轮(3)啮合的动伞齿轮(11)固装在襟翼棒(31)靠近立轴(1)侧的自转轴套(9)上并确保在转动过程中始终相互啮合；每套直升装置只有1个定伞齿轮(3)，而动伞齿轮(11)的数量与桨叶轴(10)的数量相同，亦为2～4个；所述襟翼棒式组合桨叶包括一段具有常规展弦比的等宽翼片(32)和襟翼棒(31)；其中，翼片(32)展向两端的端板在前缘侧向外延伸出用于安装襟翼棒(31)的两段耳板；襟翼棒(31)两端中心处各固装一个自转轴套(9)；且靠近立轴(1)侧的自转轴套(9)穿过所述耳板上的轴承套后再在其上固装一个与定伞齿轮(3)啮合的动伞齿轮(11)；桨叶轴(10)穿过襟翼棒(31)两端的自转轴套(9)后与另一侧的所述耳板固结。

3.一种具有组合桨叶的直升装置，包括立轴(1)、旋翼毂(2)、风扇(41)、翼片(32)；其特征在于：它由正交转动机构和扇翼机式组合桨叶两大部分构成；其中的正交转动机构还包括：定伞齿轮(3)、公转轴套(4)、公转驱动轮(5)、止推轴承(6)、缓冲弹簧(7)、立轴座(8)、自转轴套(9)、桨叶轴(10)和动伞齿轮(11)；其中，立轴(1)下端借助立轴座(8)与直升机本体固连，而顶端同轴线地固装齿形朝下的定伞齿轮(3)；公转轴套(4)与立轴(1)转动配合，且前者下端装有支承在缓冲弹簧(7)上的止推轴承(6)，外部自上而下同轴线地固装旋翼毂(2)和公转驱动轮(5)；2～4根桨叶轴(10)沿旋翼毂(2)径向均布地相互连接，连接方式与现有直升机桨叶的连接方式相同；公转驱动轮(5)借助齿轮或同步带轮系被直升机主引擎驱动并带动公转轴套(4)连同旋翼毂(2)和桨叶轴(10)绕立轴(1)公转；每套直升装置机只有1个定伞齿轮(3)，而动伞齿轮(11)的数量与桨叶轴(10)的数量相同，亦为2～4个；所述扇翼机式组合桨叶包括一段具有常规展弦比的翼片(32)和风扇(41)、风扇罩(33)；其中，翼片(32)展向两端的端板在前缘侧向外延伸出两段耳板，用于安装能转动的风扇(41)和仅有下半周的固定风扇罩(33)；风扇(41)两端中心处各固装一个自转轴套(9)；且靠近立轴侧的自转轴套(9)穿过所述耳板上的轴承套后再在其上固装一个与定伞齿轮(3)啮合的动伞齿轮(11)；所述桨叶轴(10)穿过风扇(41)两端的自转轴套(9)后与另一侧的所述耳板固结。

4.一种具有组合桨叶的直升装置，包括：立轴(1)、旋翼毂(2)、滚翼筒(51)；其特征在于：它由正交转动机构和滚翼式组合桨叶两大部分构成；其中的正交转动机构还包括：定伞齿轮(3)、公转轴套(4)、公转驱动轮(5)、止推轴承(6)、缓冲弹簧(7)、立轴座(8)、自转轴套(9)、桨叶轴(10)和动伞齿轮(11)；其中，立轴(1)下端借助立轴座(8)与直升机本体固连，而顶端同轴线地固装齿形朝下的定伞齿轮(3)；公转轴套(4)与立轴(1)转动配合，且前者下端装有支承在缓冲弹簧(7)上的止推轴承(6)，外部自上而下同轴线地固装旋翼毂(2)和公转驱动轮(5)；2～4根桨叶轴(10)沿旋翼毂(2)径向均布地相互连接，连接方式与现有直升机桨叶的连接方式相同；公转驱动轮(5)借助齿轮系或同步带轮系被直升机主引擎驱动并带动公转轴套(4)连同旋翼毂(2)和桨叶轴(10)绕立轴(1)轴线公转；每套直升装置只有1个定伞齿轮(3)，而动伞齿轮(11)的数量与桨叶轴(10)的数量相同，亦为2～4个；所述滚翼式组合桨叶由导流罩(52)和滚翼筒(51)组成；其中的导流罩(52)是一段由两侧扇形端板夹固的1／4圆柱面曲板，且后者轴线与一侧的扇形端板交汇处装有轴承套；滚翼筒(51)上的3～5片等宽等长的翼片借助两侧的圆形端板固连成一体；所述翼片的翼弦位于正6～10边形的间隔边上，翼面与轴线平行；滚翼筒(51)两端中心处各固装一个自转轴套(9)，且靠近立轴侧的自转轴套(9)穿过导流罩(52)的扇形端板上的轴承套后再在其上固装一个与所述定伞齿轮(3)啮合的动伞齿轮(11)；所述的桨叶轴(10)穿过滚翼筒(51)两侧的自转轴套(9)后与另一侧的所述扇形端板固结。

5.一种具有组合桨叶的直升装置，包括立轴(1)、旋翼毂(2)、风杯(61)；其特征在于：它由正交转动机构和风杯式组合桨叶两大部分构成；其中的正交转动机构还包括：定伞齿轮(3)、公转轴套(4)、公转驱动轮(5)、止推轴承(6)、缓冲弹簧(7)、立轴座(8)、自转轴套(9)、桨叶轴(10)和动伞齿轮(11)；其中，立轴(1)下端借助立轴座(8)与直升机本体固连，而顶端同轴线地固装齿形朝下的定伞齿轮(3)；公转轴套(4)与立轴(1)转动配合，且前者下端装有支承在缓冲弹簧(7)上的止推轴承(6)，外部自上而下同轴线固装旋翼毂(2)和公转驱动轮(5)；2～4根桨叶轴(10)沿旋翼毂(2)径向均布地相互连接，连接方式与现有直升机桨叶的连接方式相同；公转驱动轮(5)借助齿轮系或同步带轮系被直升机主引擎驱动并带动公转轴套(4)连同旋翼毂(2)和桨叶轴(10)绕立轴(1)轴线公转；每套直升装置只有1个定伞齿轮(3)，而动伞齿轮(11)的数量与桨叶轴(10)的数量相同，亦为2～4个；所述风杯式组合桨叶是用类似于现有风速表上的风杯(61)取代所述动伞齿轮(11)，也即同时取消定伞齿轮(3)；风杯(61)同轴线地固装在转筒(21)或襟翼棒(31)或风扇(41)或滚翼筒(51)等转动部件的远离立轴(1)侧的自转轴套(9)上，风杯(61)杯口的朝向与其自转方向相反。

Images