CN108473191B - 飞行器 - Google Patents

飞行器 Download PDF

Info

Publication number
CN108473191B
CN108473191B CN201680077071.9A CN201680077071A CN108473191B CN 108473191 B CN108473191 B CN 108473191B CN 201680077071 A CN201680077071 A CN 201680077071A CN 108473191 B CN108473191 B CN 108473191B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
aircraft
rotorcraft
main rotor
fuselage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680077071.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108473191A (zh
Inventor
M·施万格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Recycling Co ltd
Original Assignee
Recycling Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Recycling Co ltd filed Critical Recycling Co ltd
Publication of CN108473191A publication Critical patent/CN108473191A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108473191B publication Critical patent/CN108473191B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/22—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft
    • B64C27/26—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft characterised by provision of fixed wings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/006—Paddle wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/22—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/003—Aircraft not otherwise provided for with wings, paddle wheels, bladed wheels, moving or rotating in relation to the fuselage
    • B64C39/005—Aircraft not otherwise provided for with wings, paddle wheels, bladed wheels, moving or rotating in relation to the fuselage about a horizontal transversal axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/82—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto characterised by the provision of an auxiliary rotor or fluid-jet device for counter-balancing lifting rotor torque or changing direction of rotorcraft
    • B64C2027/8236—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto characterised by the provision of an auxiliary rotor or fluid-jet device for counter-balancing lifting rotor torque or changing direction of rotorcraft including pusher propellers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/06—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种构造为复合直升机的飞行器，所述复合直升机具有飞行器机身(1)、设置在所述飞行器机身(1)上的主旋翼(2)并且具有从所述飞行器机身(1)的侧面突出的带有外端面的旋翼机转子(3、3')。通过如下方式实现改善的转矩平衡：所述旋翼机转子(3、3')利用悬挂装置(4、4')与所述飞行器机身(1)相连接，所述悬挂装置在旋翼机转子的外边界处保持所述旋翼机转子(3、3')，并且每个旋翼机转子(3、3')能单独地并且与另外的旋翼机转子无关地被控制，并且能由所述旋翼机转子(3、3')实施所述主旋翼(2)的转矩平衡。

Description

飞行器
本发明涉及一种飞行器，所述飞行器构造为复合直升机，所述复合直升机具有飞行器机身、设置在所述飞行器机身上的主旋翼并且具有从所述飞行器机身的侧面突出的带有外端面的旋翼机转子。
如下的圆柱体通常称为旋翼机转子，所述圆柱体以能围绕其轴线转动的方式被支承并且在其圆周上设置有可偏转的转子叶片，所述转子叶片在运行时通过偏移调节装置被周期性地调节。因此，根据对转子叶片的调节能够在垂直于轴线的每个方向上产生推力。
如下的复合(混合)直升机相当于现有技术，所述复合(混合)直升机包括飞行器机身、单独的主旋翼或反向转动的串联旋翼、一个或多个用于转矩平衡并且用于在向前飞行中产生推力的螺旋桨单元以及附加的用于在向前飞行中产生垂直升力的机翼单元。此外，具有一个或两个旋翼机转子的直升机配置是已知的。
在由现有技术已知的两个转子在主旋翼下方分别设置在飞行器机身左侧和右侧的侧向布置结构中，所述旋翼机转子仅通过转子轴与直升机机身连接。因此，在飞行器机身上的支承部处并且在转子轴中出现大的力和力矩。此外，通过单侧的偏移调节装置来周期性地调节转子叶片是有问题的，因为在必要高的转子转速时产生巨大的离心力并且在单侧引入周期性的转子叶片控制时附加扭矩多度地加载在转子叶片上。
以下讨论与直升机中的转矩平衡相关的其他已知的解决方案。
由EP2690011A(Axel Fink)已知一种飞行器配置，该飞行器配置构造为具有一个飞行器机身并且具有两个机翼，在所述飞行器机身上在接近重心处设有主旋翼，在所述两个机翼上分别沿飞行方向在后面刚性地设置有推力螺旋桨。所述机翼与飞行器机身借助于横梁刚性连接。取代尾旋翼地设有水平尾翼和垂直尾翼。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由主旋翼产生垂直升力，而两个附加螺旋桨产生转矩平衡并且在向前飞行中产生推力。由US3385537A已知一种类似的飞行器配置。
由EP2690010A(Axel Fink)已知一种飞行器配置，该飞行器配置构造为具有一个飞行器机身并且具有两个机翼，在所述飞行器机身上在接近重心处设有主旋翼，所述两个机翼通过双框架向后与水平尾翼和垂直尾翼相连接，其中，在所述双框架的后端部上分别刚性地设置有推力螺旋桨。所述机翼与飞行器机身刚性连接。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而附加两个的螺旋桨产生转矩平衡并且在向前飞行中产生推力。
由EP2690012A(Axel Fink)已知一种飞行器配置，该飞行器配置构造为具有一个飞行器机身并且具有四个机翼，在所述飞行器机身上在接近重心处设有主旋翼，在所述机翼的在前面的两个端部上分别设置有一个可偏转地构造的导管螺旋桨(涵道风扇)。所述机翼与飞行器机身刚性连接。在起飞和降落时以及在悬浮状态下由所述主旋翼产生垂直升力并且由所述两个导管螺旋桨来辅助，这两个导管螺旋桨同样产生转矩平衡并且在向前飞行中产生推力。在后面的机翼构造为具有升降舵和方向舵，在前面的机翼构造为具有副翼。
由EP2666718A(Paul Eglin)已知一种飞行器配置，该飞行器配置构造为具有一个飞行器机身并且具有两个机翼和一个水平尾翼，在所述飞行器机身上在接近重心处设有主旋翼，其中，在所述两个机翼的前端部处沿飞行方向刚性地设置有螺旋桨。所述机翼与飞行器机身刚性连接。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而附加的所述两个螺旋桨产生转矩平衡并且在向前飞行中产生推力。
由EP2146895A(Philippe Roesch)已知一种飞行器配置，该飞行器配置构造为具有一个飞行器机身并且具有两个机翼以及一个水平尾翼和垂直尾翼，在所述飞行器机身上在接近重心处设有主旋翼，其中，在所述两个机翼的前端部处沿飞行方向刚性地设置有螺旋桨。所述机翼与飞行器机身刚性连接。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而附加的所述两个螺旋桨产生转矩平衡并且在向前飞行中产生推力。
由EP2105378A(Jean-Jaques Ferrier)已知一种飞行器配置，该飞行器配置构造为具有一个飞行器机身并且具有四个机翼，在所述飞行器机身上在接近重心处设有主旋翼，其中，在后面的较大的机翼处沿飞行方向在后面分别刚性设置有推力螺旋桨。所述机翼与飞行器机身刚性连接。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而附加的两个螺旋桨产生转矩平衡并且在向前飞行中产生推力。所述机翼构造为附加具有升降舵。
由DE102012002256A(Felix Fechner)已知一种飞行器，该飞行器构造为具有附加机翼的直升机，其中，所述机翼可偏转地或分段地构造并且由此在悬浮飞行或缓慢飞行中能够产生转子下降气流干扰的降低并且能够实现较高的飞行速度。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力。
由RU2500578A(Nikolaevich Pavlov Sergej)已知一种飞行器配置，该飞行器配置构造为具有一个飞行器机身、用于前向推动的两个螺旋桨单元并且具有可偏转的两个机翼作为水平尾翼以及一个在后面区域中的垂直尾翼，在所述飞行器机身上在接近重心处设有主旋翼，所述两个螺旋桨单元在前面区域中在飞行器机身的侧面与飞行方向平行地设置。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而附加的所述两个螺旋桨产生转矩平衡并且在向前飞行中产生推力。
由US20130327879A(Mark W.Scott)已知一种飞行器配置，该飞行器配置构造为具有主旋翼和尾旋翼的直升机，所述尾旋翼能围绕与主旋翼转动轴近似平行的转动轴偏转。可偏转的尾旋翼使飞行器在悬浮状态下保持稳定并且能够附加地产生沿飞行方向的水平推力，而在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力。
由US20060169834A(Allen A.Arata)已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼和一个尾旋翼并且具有附加的两个机翼。所述机翼在主旋翼下方刚性地设置在飞行器机身上并且能在机翼长度的大致中间处平行于飞行器轴线向下偏转90°并且在该位置中作为降落架或起落架起作用。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由伸出的所述两个机翼产生附加的升力。
由WO2005/005250A(Arthur W.Loper)已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼、一个尾旋翼、一个在直升机正面的螺旋桨、附加的两个机翼并且具有水平尾翼和垂直尾翼。所述机翼在主旋翼下方刚性地设置在飞行器机身上。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。在正面的所述螺旋桨产生用于向前飞行的推力。
由US20060157614A(John S.Pratt)已知一种飞行器，该飞行器构造为在主旋翼下方具有多个附加机翼的直升机，其中，这些机翼分段地并且可偏转地构造并且由此在悬浮飞行或缓慢飞行中产生转子下降气流干扰的降低并且能够实现较高的飞行速度。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力并且所述附加机翼在快速向前飞行中辅助所述垂直升力。通过对分段式机翼的独立调整经由主旋翼的下降气流实现转矩平衡并且不存在任何尾旋翼。
由FR9803946A(Paul Julien Alphonse)已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼、一个尾旋翼、一个在直升机背后的螺旋桨、附加的两个机翼并且具有水平尾翼和垂直尾翼。所述机翼在主旋翼外刚性地设置在飞行器机身上。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。在背后的所述螺旋桨产生用于向前飞行的推力。
由US5738301A(Daniel Claude Francois)已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼、一个尾旋翼、一个在直升机背后的螺旋桨、附加的两个机翼并且具有水平尾翼和垂直尾翼。所述机翼在主旋翼下方刚性地设置在飞行器机身上。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。在背后的所述螺旋桨产生用于向前飞行的推力。
由US5174523A(David E.H.Balmford)已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼、一个在直升机背后的带有流动引导装置的螺旋桨并且具有附加的两个机翼。所述机翼在主旋翼下方刚性地设置在飞行器机身上。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。在背后的所述螺旋桨通过所述流动引导装置产生转矩平衡并且产生用于向前飞行的推力。
由RU2089456A(Mikhail Il'ich Fefer)已知一种飞行器配置，该飞行器配置构造为具有设置在机身中间区域中的两个机翼的直升机，在所述两个机翼的端部上分别刚性地设置有一个主旋翼。所述机翼在相应主旋翼下方刚性地设置在飞行器机身上。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。
由US5067668A(Daniel R.Zuck)已知一种飞行器，该飞行器构造为在主旋翼下方具有附加机翼的直升机，其中，所述机翼可偏转地构造并且由此在悬浮飞行或缓慢飞行中能够实现转矩平衡并且由此省去尾旋翼作为转矩平衡装置。设置在尾部的螺旋桨仅用作用于向前飞行的推力生成器。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力。
由US4928907(Daniel R.Zuck)已知一种飞行器，该飞行器构造为在主旋翼下方具有附加机翼的直升机，其中，所述机翼可偏转地构造并且由此在悬浮飞行或缓慢飞行中能够实现转矩平衡并且由此省去尾旋翼作为转矩平衡装置。设置在尾部的螺旋桨仅用作用于向前飞行的推力生成器。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力。
由US4691877A(Ralph M.Denning)或者GB2143483(John Denman Sibley)已知一种飞行器，该飞行器构造为在主旋翼下方具有附加机翼的直升机并且在所述机翼上设置有可偏转的翼片，所述翼片从主驱动装置被加力燃烧室的废气绕流。所述机翼与飞行器机身刚性连接。在起飞和降落时以及在悬浮状态下由主旋翼并且由两个加力燃烧室的废气流产生垂直升力，所述两个加力燃烧室也能够产生转矩平衡并且在向前飞行中产生附加的推力。
由US3977812A(Wayne A.Hudgins)已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼、一个尾旋翼、一个在直升机背后的螺旋桨和附加的两个机翼。所述机翼在主旋翼下方刚性地设置在飞行器机身上。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。在背后的所述螺旋桨产生用于向前飞行的推力。
由CA825030A(Nagatsu Teisuke)或者说US3448946A(Nagatsu Teisuke)已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼、一个尾旋翼、一个在直升机背后的螺旋桨并且具有水平尾翼和垂直尾翼及可选地具有附加的两个机翼。所述机翼在主旋翼下方刚性地设置在飞行器机身上。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。在背后的所述螺旋桨产生用于向前飞行的推力。
由C.Silva和H.Yeo，Aeroflightdynamics Directorate,U.S.Army RDECOM undW.Johnson,NASAArnes Research Center:"Design of a Slowed-Rotor CompoundHelicopter for Future Joint Service Missions"Aeromech Conference,SanFranciso,CA,Jan 2010的公开已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼、一个尾旋翼、一个在直升机背后的螺旋桨并且具有水平尾翼和垂直尾翼以及具有附加的两个机翼。所述机翼在主旋翼下方刚性地设置在飞行器机身上。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。在背后的所述螺旋桨产生用于向前飞行的推力。
由US3563496A(Daniel R.Zuck)已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼、一个尾旋翼、一个在直升机背后的螺旋桨并且具有水平尾翼和垂直尾翼以及具有两个附加的可偏转的机翼。所述机翼在主旋翼下方可偏转地设置在飞行器机身上。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。在背后的所述螺旋桨产生用于向前飞行的推力，所述尾旋翼产生转矩平衡。
由US3241791A(F.N.Piasecki)已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼、一个在直升机背后的导管螺旋桨、附加的在主旋翼下方刚性地设置在飞行器机身上的两个机翼以及在导管螺旋桨的出口处的流动引导装置。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。在背后的带有流量控制装置的所述导管螺旋桨产生用于向前飞行的推力并产生转矩平衡。
由CA700587A和US3105659A(Richard G.Stutz)已知一种构造为直升机的飞行器配置，该直升机具有一个主旋翼、一个尾旋翼、一个水平尾翼并且具有附加的刚性的两个机翼，所述机翼带有副翼翼片和螺旋桨。所述机翼在主旋翼下方设置在飞行器机身上。在起飞和降落时以及在悬浮状态下仅由所述主旋翼产生垂直升力，而在向前飞行中由所述两个机翼产生附加的升力。所述尾旋翼产生转矩平衡并且两个螺旋桨在向前飞行中产生推力。
在所有这些已知的构造为具有典型推力生成器(例如螺旋桨)的复合直升机飞行器配置中不利的是，用于起飞和降落的以及在悬浮状态下的垂直升力仅由或大多数由主旋翼产生并且需要相应大的主旋翼直径。在向前飞行中，大的主旋翼产生最大的流动阻力并且造成最大的能量损失。附加的驱动单元、如螺旋桨或导管螺旋桨虽然能够实现较高的飞行速度以及改善的机动性，但是随着飞行速度的提高会降低效率并且过度地增加能量消耗。
在已知的具有旋翼机转子的复合直升机飞行器配置中不利的是：在已知的侧向设置旋翼机转子的情况下，缺少影响空气动力学的转子盘和承载元件并且周期性的转子叶片调节必须通过旋转中的转子轴来实施或者只能分别从靠近飞行器机身的一侧来进行；在已知的水平设置的情况下作为尾旋翼不能产生沿飞行方向上的推力并且该直升机结构使得转子中的穿流横截面大幅度减小；并且在垂直设置的情况下作为尾旋翼不能为垂直的推力产生做出贡献。
由US5100080A、US5265827A和US2007/0200029AI已知一种具有带有可调节转子叶片的旋翼机转子的飞行器。在那里没有给出与主旋翼的组合。因此，直升机的优点不能得到利用。
本发明的任务是，定义一种基于直升机的新型飞行器，该飞行器避免上述缺点，而又不会失去附加的优点。
根据本发明通过如下方式来解决所述任务：所述旋翼机转子利用悬挂装置与所述飞行器机身相连接，所述悬挂装置在所述旋翼机转子的外边界处保持所述旋翼机转子，并且每个旋翼机转子能单独地并且与另外的旋翼机转子无关地被控制，并且能通过所述旋翼机转子来实施所述主旋翼的转矩平衡。
在此涉及一种直升机，该直升机装备有附加的侧向设置的两个旋翼机转子，所述两个旋翼机转子彼此无关地在与主旋翼的转动轴和直升机的纵轴基本上平行的平面中产生能在每个方向上被控制的推力矢量并且所述两个旋翼机转子因此：能够在所有飞行情形下承担主旋翼的转矩平衡；在垂直的起飞、降落中和在悬浮状态下补充旋翼机的垂直推力；辅助从悬浮状态可靠地过渡到向前飞行并且在向前飞行中产生所需推力。由于对主旋翼的垂直推力的辅助，与典型的直升机和所有已知的复合(混合)直升机相比，所述主旋翼能够在直径方面更小地构造，从而能够在向前飞行中实现更高的效率或能够在相同的驱动功率下实现更高的速度。取消典型的尾旋翼。
在此，两个旋翼机转子在侧向借助承载装置或承载元件与飞行器机身相连接，使得由所述旋翼机转子产生的推力能够被引入到飞行器机身中，从而能够获得显著轻便的结构。此外，通过能彼此无关地被控制的各旋翼机转子来承担转矩平衡，因此不需要尾旋翼，这能够实现附加的重量减少。
所述悬挂装置与所述飞行器机身的连接也可以间接通过其它构件来实现。
重要的是所述旋翼机转子在所述悬挂装置中的在两侧的支承，所述支承不仅能够实现更轻便、更坚固的结构，而且能够实现在两侧调节转子叶片。
在本发明的一种特别的实施变型方案中，在所述旋翼机转子的两侧设置有需要用于周期性的转子叶片调节的偏移调节装置，由此得到对关键的转子构件最小地加载的、轻便的并且坚固的结构。在所述旋翼机转子的靠近所述飞行器机身的一侧将转矩引入所述旋翼机转子。
通过优选地将旋翼机转子设置在主旋翼下方，能够显著减小所述主旋翼，因为用于垂直的起飞、降落的并且用于悬浮状态的垂直推力的产生通过在主旋翼下方侧向地设置在飞行器机身上的两个旋翼机转子来辅助。旋翼机转子产生如下的推力矢量，所述推力矢量能够在垂直于转子的转动轴的平面中在每个任意方向上被控制并且能够从0到最大值无级地通过改变旋转中的转子叶片的周期性桨距角(作为在旋转中的旋翼机转子内移动偏移位置的功能)被调节。通过分别在飞行器机身的每侧侧向地设置这种转子并且通过推力矢量的不受限制的方向改变，这些转子此外产生主旋翼的转矩平衡，由此在这种配置中不需要尾旋翼。根据本发明的配置能够实现垂直起飞的直升机，所述直升机在相同负载的情况下具有较低的能量耗费，所述直升机具有较小的主旋翼直径并且因此能够在较小空间上起飞或降落，所述直升机无需尾旋翼并且在相对较低的能量消耗的情况下达到较高的飞行速度。根据本发明的复合直升机在相同的燃料负载下也具有更高航程的潜力。另一个优点在于在几乎所有飞行阶段中更高的灵活性。
优选地，所述悬挂装置构造为机翼，以便在向前飞行中产生升力。由此，一方面能够降低主旋翼的负载并且另一方面能够提高最大速度，因为所述主旋翼能够以降低的转速运行。
在此特别有利的是，所述悬挂装置设置在所述旋翼机转子的上方。通过这种方式，在向前飞行中能够获得改善的对旋翼机转子的绕流。为了改善主旋翼对旋翼机转子的作用，尤其是可以规定，所述悬挂装置在所述旋翼机转子的正上方具有空隙。
优选地设有用于保持稳定的水平尾翼和垂直尾翼。这尤其是意味着，不设置单独的空气螺旋桨来实现转矩平衡，这对于根据本发明的构造也是不必要的。
本发明的一种特别的实施变型方案规定，所述旋翼机转子通过传动装置与主旋翼的驱动装置连接。这意味着，主旋翼和旋翼机转子的转速始终保持着恒定的比例。相应需要的推力通过调节转子叶片来调整。这能够实现非常简单的驱动。
备选与此地可以规定，所述旋翼机转子具有独立于所述主旋翼的驱动装置，该驱动装置是电气的、液压的或构成为自身的驱动单元。由此，推力能够在特别宽的范围内变化。
在一个特别有利的实施构造中，所述飞行器没有尾旋翼。由此能够减少重量并降低结构耗费。
借助图1至8更详细地说明本发明。其中：
图1示出根据本发明的复合直升机的从上方看的斜视图；
图2示出图1的直升机的前视图；
图3示出图1的直升机的侧视图；
图4示出图1的直升机的俯视图；
图5示出旋翼机转子的斜视图；
图6示出旋翼机转子的侧视图；
图7示出旋翼机转子的前视图；
图8详细示出偏移调节装置。
图1示出根据本发明的飞行器、即复合直升机的从上方看的斜视图，所述飞行器包括飞行器机身1、主旋翼2、侧向设置的旋翼机转子3和3'、旋翼机转子的悬架4和4'、外部支承部5'和外部偏移调节装置11'以及水平尾翼和垂直尾翼6、6'、7、7'以及在悬架4和4'中的空隙20。
图2示出根据本发明的复合直升机的前视图，具有两个侧向设置的旋翼机转子3和3'及其悬架4和4'，其中，悬架4和4'也构造为机翼或具有机翼功能的构件。在中间区域设有空隙20，该空隙使空气容易向下穿流。悬架4、4'在一侧被固定在飞行器机身上并且在另一侧被固定在旋翼机转子3、3'的外部并且保持这些旋翼机转子。
在旋翼机转子3、3'的外部设置有用于调节转子叶片9的偏移调节装置11和11'，两个靠近直升机的飞行器机身1的偏移调节装置是不可见的。由此能够实现从两侧进行周期性地调节转子叶片9并且能够实现从靠近直升机的飞行器机身1的一侧设置转子3、3'的驱动装置。规定：旋翼机转子3、3'沿轴向方向具有如下长度(即，从飞行器机身1到外部边界的距离)，该长度大致等于旋翼机转子3和3'的直径并且优选地为所述直径的80％至120％。
图3示出根据本发明的复合直升机的侧视图，具有侧向设置的旋翼机转子3'及其悬架4'、外部支承部5'和外部偏移调节装置11'和垂直尾翼6，其中，所述悬架也可以构造为机翼或具有机翼功能的构件。
从图4中尤其是可看出水平尾翼和垂直尾翼6、6'、7、7'。
图5示出图2中的右侧旋翼机转子3的斜视图，基本上包括转子轴10、转子叶片9(优选3个至6个)、集成有转子叶片支承部的两个转子盘8和8'、在侧面的远离直升机飞行器机身的偏移调节装置11，该偏移调节装置用于影响周期性的转子叶片桨距角和影响推力矢量12的方向，当旋翼机转子3以根据转动方向14的相应转速保持旋转时，所述推力矢量可以在垂直于转子转轴10的平面15中在每个任意的方向和大小方面被控制。
图6示出旋翼机转子3的侧视图，其中，以角度
Figure BDA0001713155850000111
给出推力矢量12的方向13，并且以角度Ω给出旋翼机转子的转动方向14。
图7示出图2中的右侧旋翼机转子3的侧视图，基本上包括两个转子盘8和8'、转子轴10、转子叶片9(优选3个至6个)、在侧面的远离直升机飞行器机身1的偏移调节装置11和靠近直升机飞行器机身1的偏移单元19，用于影响周期性的转子叶片桨距角和影响推力矢量的方向。
图8示出在转子盘8中与偏移调节装置11相连接的周期性的转子叶片调整装置16。通过在圆形面18内移动中央的偏移点17，根据偏移点17与转子转轴10的距离和方向来定义推力矢量的大小和推力矢量的方向。

Claims (14)

1.一种飞行器，所述飞行器构造为复合直升机，所述复合直升机具有飞行器机身(1)、设置在所述飞行器机身(1)上的主旋翼(2)并且具有从所述飞行器机身(1)的侧面突出的带有外端面的旋翼机转子(3、3')，其特征在于，所述旋翼机转子(3、3')利用悬挂装置(4、4')与所述飞行器机身(1)相连接，所述悬挂装置在所述旋翼机转子的外边界处保持所述旋翼机转子(3、3')，所述旋翼机转子(3、3')各自包括圆柱体，所述圆柱体以能围绕其轴线转动的方式被安装到所述悬挂装置(4、4')并且在其圆周上设置有可偏转的转子叶片(9)，所述转子叶片(9)在运行时通过偏移调节装置(11、11')被周期性地调节，并且每个旋翼机转子(3、3')能单独地并且与另外的旋翼机转子无关地被控制，并且能由所述旋翼机转子(3、3')实施所述主旋翼(2)的转矩平衡。
2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述悬挂装置(4、4')构造为机翼，以便在向前飞行中产生升力。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述悬挂装置(4、4')设置在所述旋翼机转子(3、3')的上方。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述悬挂装置(4、4')在所述旋翼机转子(3、3')的正上方具有空隙(20)。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，各所述旋翼机转子(3、3')分别具有至少一个偏移调节装置(11、11')，所述至少一个偏移调节装置设置在所述旋翼机转子的外边界的区域中。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述旋翼机转子(3、3')平滑地过渡到所述飞行器机身(1)中。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述旋翼机转子(3、3')通过传动装置与所述主旋翼(2)的驱动装置相连接。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述旋翼机转子(3、3')具有独立于所述主旋翼(2)的驱动装置，独立于所述主旋翼的所述驱动装置是电气的或液压的。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，设有用于保持稳定的水平尾翼和垂直尾翼(6、6'、7、7')。
10.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述旋翼机转子(3、3')设置在所述主旋翼(2)的下方。
11.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述旋翼机转子(3、3')能在向下产生推力的位置与向后产生推力的位置之间被调节。
12.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述旋翼机转子(3、3')在轴向方向上具有如下的长度，该长度为所述旋翼机转子(3、3')的直径的80％至120％。
13.根据权利要求12所述的飞行器，其特征在于，所述长度等于所述旋翼机转子(3、3')的直径。
14.根据权利要求1至2中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器没有尾旋翼。
CN201680077071.9A 2015-12-30 2016-12-30 飞行器 Active CN108473191B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA51113/2015A AT518116B1 (de) 2015-12-30 2015-12-30 Fluggerät
ATA51113/2015 2015-12-30
PCT/AT2016/060137 WO2017112973A1 (de) 2015-12-30 2016-12-30 Fluggerät

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108473191A CN108473191A (zh) 2018-08-31
CN108473191B true CN108473191B (zh) 2021-12-07

Family

ID=57850811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680077071.9A Active CN108473191B (zh) 2015-12-30 2016-12-30 飞行器

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10822079B2 (zh)
EP (1) EP3397551B1 (zh)
JP (1) JP6618626B2 (zh)
CN (1) CN108473191B (zh)
AT (1) AT518116B1 (zh)
BR (1) BR112018013496B1 (zh)
ES (1) ES2750781T3 (zh)
RU (1) RU2682954C1 (zh)
WO (1) WO2017112973A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11591084B2 (en) * 2017-01-03 2023-02-28 The Texas A&M University System Cycloidal rotor micro-air vehicle
US10384776B2 (en) * 2017-02-22 2019-08-20 Bell Helicopter Textron Inc. Tiltrotor aircraft having vertical lift and hover augmentation
US10994840B1 (en) 2017-08-16 2021-05-04 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Thrust vectoring control of a cyclorotor
DE102017011890B4 (de) * 2017-12-14 2023-02-09 Cyclotech Gmbh Antriebsvorrichtung für ein Fluggerät
WO2019139559A1 (ru) * 2018-01-15 2019-07-18 Александр Анатолиевич БАЛИЦКИЙ Циклоидальный ротор с эллиптической траекторией движения лопастей и способ управления воздушным судном с помощью циклоидального ротора
CN210027878U (zh) * 2018-11-06 2020-02-07 珠海隆华直升机科技有限公司 直升机垂平尾结构及直升机
RU2746025C2 (ru) * 2018-11-19 2021-04-06 Александр Александрович Горшков Безаэродромный летательный аппарат
DE102020109331B3 (de) * 2020-04-03 2021-07-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Luftfahrzeug
US20230356831A1 (en) * 2020-08-21 2023-11-09 Hill Group Technologies Limited An improved rotorcraft
DE102021003751B3 (de) 2021-07-20 2022-11-24 Friedrich B. Grimm Fahrzeug mit einer drehflügelkinematik
DE102021004136B4 (de) 2021-08-09 2023-03-09 Friedrich B. Grimm Vorrichtung für ein Drehflügelfahrzeug oder für eine Drehflügelturbine
DE102021005965B3 (de) 2021-12-01 2022-11-10 Friedrich Grimm Rotorblatt für eine wind - oder wasserturbine sowie für ein drehflügelfahrzeug und insbesondere für einen hubschrauber
DE102022114599B4 (de) 2022-06-09 2024-02-08 Louis Gagnon Fluggerät

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB480750A (en) * 1936-08-26 1938-02-28 George William Walton Improvements in aircraft of the cyclogyro type
US5265827A (en) * 1991-06-17 1993-11-30 Northrop Corporation Paddle wheel rotorcraft
CN102632992A (zh) * 2012-03-28 2012-08-15 北京航空航天大学 一种单动力水平拉进式高速高机动直升机
EP2511177A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-17 Eurocopter Deutschland GmbH Helicopter with cycloidal rotor system

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA825030A (en) 1969-10-14 Nagatsu Teisuke Compound helicopter
CA700587A (en) 1964-12-22 G. Stutz Richard Compound helicopter
US2413460A (en) * 1944-05-16 1946-12-31 David W Main Airplane
US3105659A (en) 1962-03-30 1963-10-01 United Aircraft Corp Compound helicopter
US3241791A (en) 1964-04-03 1966-03-22 Frank N Piasecki Compound helicopter with shrouded tail propeller
US3385537A (en) * 1965-10-04 1968-05-28 Bell Aerospace Corp Rotor-wing load transfer device
US3448946A (en) 1966-09-16 1969-06-10 Kawasaki Kokuki Kogyo Kk Compound helicopter
US3563496A (en) 1967-06-12 1971-02-16 Daniel R Zuck Compound helicopter
US3977812A (en) 1975-11-17 1976-08-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Compound helicopter drive means
GB2130984B (en) 1982-12-01 1986-07-02 Rolls Royce Compound helicopter and power plant therefor
US5067668A (en) 1988-02-29 1991-11-26 Y&B Investment Corporation Compound helicopter with no tail rotor
US4928907A (en) 1988-02-29 1990-05-29 Y & B Investment Corporation Compound helicopter with no tail rotor
US5174523A (en) 1989-01-09 1992-12-29 Westland Helicopters Limited Compound helicopter with engine shaft power output control
FR2645828B1 (fr) * 1989-04-17 1991-06-21 Servanty Pierre Rotor apte a developper dans un fluide des efforts sustentateurs et/ou propulsifs, procede de pilotage et aeronef equipe d'un tel rotor
RU2089456C1 (ru) 1994-03-16 1997-09-10 Михаил Ильич Фефер Комбинированный вертолет
RU2125524C1 (ru) * 1994-04-25 1999-01-27 Федчишин Виталий Григорьевич Самолет-амфибия с вертикальным взлетом и посадкой
AU702738B2 (en) 1994-06-30 1999-03-04 Cryovac, Inc. Barrier package for fresh meat products
FR2736889B1 (fr) 1995-07-21 1997-09-12 Eurocopter France Aeronef a voilure tournante du type combine et element structurel arriere pour un tel aeronef
FR2776615A3 (fr) 1998-03-27 1999-10-01 Paul Julien Alphonse Hybride d'helicoptere et d'avion
GB0301370D0 (en) 2003-01-22 2003-02-19 Secr Defence A wing for a compound helicopter
US6932296B2 (en) 2003-10-21 2005-08-23 Information Systems Laboratories, Inc. Cycloidal VTOL UAV
DE102004007682A1 (de) 2003-11-16 2005-06-23 Ip2H Ag Luftfahrzeug
US7111519B2 (en) 2003-11-19 2006-09-26 Emerson Electric Co. Tube assembly and method
US7137589B2 (en) 2005-01-28 2006-11-21 Northrop Grumman Corporation Compound helicopter with combined wings and landing struts
US20070200029A1 (en) * 2006-02-27 2007-08-30 Sullivan Callum R Hydraulic cycloidal control system
FR2916419B1 (fr) 2007-05-22 2010-04-23 Eurocopter France Helicoptere hybride rapide a grande distance franchissable et rotor de sustentation optimise.
FR2929243B1 (fr) 2008-03-25 2010-04-23 Eurocopter France Helicoptere hybride rapide a grande distance franchissable
DE102010055676A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Eads Deutschland Gmbh Hybridrotor
AT512326B1 (de) * 2011-12-29 2013-09-15 Wind Gmbh T Strömungsmaschine
DE102012002256A1 (de) 2012-02-07 2013-08-08 Felix Fechner Heliplane
FR2990685B1 (fr) * 2012-05-21 2014-11-21 Eurocopter France Procede de commande des volets d'ailes et de l'empennage horizontal d'un helicoptere hybride
US9120567B2 (en) 2012-06-11 2015-09-01 Sikorsky Aircraft Corporation High speed compound rotary wing aircraft
RU2500578C1 (ru) 2012-07-02 2013-12-10 Сергей Николаевич ПАВЛОВ Винтокрыл
EP2690011B1 (en) * 2012-07-27 2016-09-14 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH Compound helicopter
PL2690010T3 (pl) 2012-07-27 2015-03-31 Airbus Helicopters Deutschland GmbH Hybrydowy śmigłowiec z belkami ogonowymi
EP2808253B1 (en) * 2013-05-30 2016-12-07 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH Helicopter with cross flow fan
US10279900B2 (en) * 2016-08-10 2019-05-07 Bell Helicopter Textron Inc. Rotorcraft variable thrust cross-flow fan systems
US10384776B2 (en) * 2017-02-22 2019-08-20 Bell Helicopter Textron Inc. Tiltrotor aircraft having vertical lift and hover augmentation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB480750A (en) * 1936-08-26 1938-02-28 George William Walton Improvements in aircraft of the cyclogyro type
US5265827A (en) * 1991-06-17 1993-11-30 Northrop Corporation Paddle wheel rotorcraft
EP2511177A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-17 Eurocopter Deutschland GmbH Helicopter with cycloidal rotor system
CN102632992A (zh) * 2012-03-28 2012-08-15 北京航空航天大学 一种单动力水平拉进式高速高机动直升机

Also Published As

Publication number Publication date
BR112018013496A2 (pt) 2018-12-04
BR112018013496B1 (pt) 2022-02-08
JP6618626B2 (ja) 2019-12-11
EP3397551A1 (de) 2018-11-07
EP3397551B1 (de) 2019-07-10
CN108473191A (zh) 2018-08-31
US20190023393A1 (en) 2019-01-24
US10822079B2 (en) 2020-11-03
AT518116B1 (de) 2019-05-15
ES2750781T3 (es) 2020-03-27
WO2017112973A1 (de) 2017-07-06
JP2019500269A (ja) 2019-01-10
RU2682954C1 (ru) 2019-03-22
AT518116A1 (de) 2017-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108473191B (zh) 飞行器
CN112262075B (zh) 电动倾转旋翼飞行器
US10301016B1 (en) Stabilized VTOL flying apparatus and aircraft
US10392107B2 (en) Aerial vehicle capable of vertical take-off and landing, vertical and horizontal flight and on-air energy generation
US11174016B2 (en) Compound rotorcraft with propeller
US10577091B2 (en) Vertical take-off and landing aircraft
US10562618B2 (en) Helicopter with wing augmented lift
JP5421503B2 (ja) 自家用航空機
CN109665094B (zh) 具有机身和至少一个机翼的多旋翼飞行器
US8256704B2 (en) Vertical/short take-off and landing aircraft
KR20200063073A (ko) 적어도 8개의 추력 생성 유닛들을 구비한 수직 이륙 및 착륙 멀티로터 항공기
CN113784890B (zh) 混合旋翼式飞行器
US20120256042A1 (en) Helicopter with cycloidal rotor system
KR20130014450A (ko) 전환식 항공기
CN105683041A (zh) 能够垂直起动的飞行设备
US10232929B2 (en) Plate member for reducing drag on a fairing of an aircraft
US20220144417A1 (en) Vertical take off and landing vehicle
US11691725B2 (en) Twin fuselage tiltrotor aircraft
EP3959126A1 (en) Vertical take-off and landing aircraft and related control method
JP7201289B2 (ja) 回転ポール上の推進装置を有する回転翼航空機
EP4011765A1 (en) A rotary wing aircraft with an asymmetrical rear section
RU2407675C1 (ru) Вертолет продольной схемы
CN111268117A (zh) 升力恒定的多涵道飞行器及其工作方法
KR102334195B1 (ko) 가위날개 멀티콥터
Rohan et al. Methods of avoiding the yaw of helicopters

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant