CN210942239U - 半径不等纵列式三旋翼直升机 - Google Patents

半径不等纵列式三旋翼直升机 Download PDF

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Abstract

半径不等纵列式三旋翼直升机，机身顶部设置纵梁，纵梁前，中，后分别设置翼型的小塔，后面小塔比前面小塔高，每个小塔上设置一个旋翼，三个旋翼的旋转面水平且间距相等，每个旋翼的桨叶经桨殼与旋翼轴连接，桨殼配有挥舞铰、摆振铰和变距铰组成的桨叶挥舞装置，设置总距和周期变距控制器操纵旋翼升力的大小和方向，设置传动装置使三个旋翼的角速度相同，使前后旋翼的转向相同且与中间旋翼的转向相反，每个旋翼采用相同翼型、相同展弦比、相同数量的桨叶组成，前后旋翼的桨叶半径相同，前后旋翼的桨叶半径等于中间旋翼桨叶半径的0.87倍，使三旋翼的反扭矩相互抵消，旋翼同步装置使三旋翼的相位差始终保持恒定，机身下设置起落架，应用于救护、运输等。

Description

半径不等纵列式三旋翼直升机
技术领域
本实用新型涉及一种不依赖机场采用多旋翼垂直升降、悬停、前后左右飞行的半径不等纵纵列式三旋翼直升机。
背景技术
目前公知的能实现垂直升降、悬停、前后左右飞行的直升机的成功方法有单旋翼直升机和纵列式双旋翼直升机，单旋翼直升机，俯仰、横滚右单旋翼负责操纵，航向由为螺旋桨专门操纵，具有结构简单操纵灵活的优点，但单旋翼直升机其旋翼的反扭矩需要旋转面垂直的尾螺旋桨平衡，该螺旋桨不产生垂直方向的升力，消耗一点功率，纵列式双旋翼直升机，因采用等速的尺寸相同的一对正反转旋翼，旋翼的反扭矩相互抵消，节省了一点功率，但两个旋翼都要参与俯仰、横滚和航向的操纵，俯仰、横滚和航向都不能独立操纵，操纵特性较单旋翼直升机的操纵特性差，两个旋翼的操纵负担大，航向稳定性较差。
发明内容
为了节省了平衡反扭矩的功率，提高直升机的操纵特性，既有单旋翼直升机较好操纵特性，又有纵列式双旋翼直升机的旋翼的反扭矩相互抵消的优点，本实用新型提供一种半径不等纵列式三旋翼直升机，实现这一目标。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种半径不等纵列式三旋翼直升机，机身下靠近重心附近设置起落架，机身顶部设置一条纵梁，纵梁前端悬臂上设置翼型第一小塔，在第一小塔上设置第一个旋翼，纵梁的中心在重心上面，在重心上面的机身顶部设置翼型第二小塔，在第二小塔上设置第二个旋翼，纵梁后端悬臂上设置翼型第三小塔，在第三小塔上设置第三个旋翼，设置三个小塔的间距相等，第三小塔比第二小塔高，第二小塔比第一小塔高，减小前边旋翼下洗气流对后面旋翼的影响，翼型的小塔有垂直尾翼的作用，三个小塔上的三个旋翼的间距相等，且该间距尺寸小于中间旋翼的直径，使第一小塔上的第一个旋翼旋转面与第二小塔上的第二个旋翼旋转面在水平投影上有部分重叠，第二小塔上的第二个旋翼旋转面与第三小塔上的第三个旋翼旋转面在水平投影上有部分重叠，减小三旋翼的占用空间，每个旋翼的旋转面水平设置，每个旋翼的桨叶经桨殼与旋翼轴连接，桨殼配有挥舞铰、摆振铰和变距铰组成的桨叶挥舞装置，设置总距控制器操纵旋翼升力的大小，设置周期变距控制器操纵旋翼桨尖旋转面的倾倒角，从而改变旋翼的升力方向，设置发动机，通过传动装置同时驱动三个旋翼转动，使三个旋翼的角速度相同，使第一个旋翼和第三个旋翼的转向相同，使第一个旋翼和第二个旋翼的转向相反，每个旋翼采用采用相同翼型、相同展弦比、相同数量的桨叶组成，前后旋翼的桨叶半径相同，前后旋翼的桨叶半径等于中间旋翼桨叶半径的0.87倍，第一个旋翼和第三个旋翼采的反扭矩之和与第二个旋翼的反扭矩数量相等方向相反，三个旋翼的反扭矩相互抵消，旋翼同步装置使三旋翼的相位差始终保持恒定，防止旋翼桨叶相互碰撞。
设置三个小塔的间距相等，第三小塔比第二小塔高，第二小塔比第一小塔高，可以减小前边旋翼下洗气流对后面旋翼的影响。
三个小塔上的三个旋翼的间距相等，且该间距尺寸小于第二个旋翼的直径，使第一小塔上的第一个旋翼旋转面与第二小塔上的第二个旋翼旋转面在水平投影上有部分重叠，第二小塔上的第二个旋翼旋转面与第三小塔上的第三个旋翼旋转面在水平投影上有部分重叠，节省了三旋翼的占用空间。
每个旋翼的桨叶经桨殼与旋翼轴连接，桨殼配有挥舞铰、摆振铰和变距铰组成的桨叶挥舞装置，设置总距控制器操纵旋翼升力的大小，设置周期变距控制器操纵旋翼桨尖旋转面的倾倒角，从而改变旋翼的升力方向。
设置发动机，通过传动装置同时驱动三个旋翼，使三个旋翼的角速度相同，使第一个旋翼和第三个旋翼的转向相同，使第一个旋翼和第二个旋翼的转向相反。
每个旋翼采用相同数量的桨叶组成，第一个旋翼和第三个旋翼采用数量相同、尺寸相同的桨叶，第二个旋翼采用桨叶的数量和第一个旋翼采用桨叶的数量相同、相同的翼型、相同的展弦比、但半径比第一个旋翼桨叶半径大，第一个旋翼的半径尺寸是第二个旋翼的半径尺寸的0.87倍。
设：设第一个旋翼采用两个桨叶，第三个旋翼采用两个桨叶，第二个旋翼采用两个 桨叶，第二个旋翼的桨叶半径为
Figure DEST_PATH_315698DEST_PATH_IMAGE001
，第一个旋翼的桨叶半径为0.87*
Figure DEST_PATH_899126DEST_PATH_IMAGE001
，第三个旋翼的桨 叶半径也为0.87*
Figure DEST_PATH_680000DEST_PATH_IMAGE001
，当采用这种桨叶设置时，设置旋翼同步装置使，第一个旋翼与第二个 旋翼的相邻桨叶相位差90°，第二个旋翼与第三个旋翼的相邻桨叶相位差90°防止旋翼桨叶 相互碰撞，并减小小塔需要的高度。
或者设：设第一个旋翼采用三个桨叶，第三个旋翼采用三个桨叶，第二个旋翼采用 三个桨叶，第二个旋翼的桨叶半径为
Figure DEST_PATH_321066DEST_PATH_IMAGE001
，第一个旋翼的桨叶半径为0.87*
Figure DEST_PATH_630824DEST_PATH_IMAGE001
，第三个旋翼 的桨叶半径也为0.87*
Figure DEST_PATH_701548DEST_PATH_IMAGE001
，当采用这种桨叶设置时，设置旋翼同步装置使，第一个旋翼与第 二个旋翼的相邻桨叶相位差60°，第二个旋翼与第三个旋翼的相邻桨叶相位差60°防止旋翼 桨叶相互碰撞，并减小小塔需要的高度。
又或者设：设第一个旋翼采用四个桨叶，第三个旋翼采用四个桨叶，第二个旋翼采 用四个桨叶，第二个旋翼的桨叶半径为
Figure DEST_PATH_286114DEST_PATH_IMAGE001
，第一个旋翼的桨叶半径为0.87*
Figure DEST_PATH_125894DEST_PATH_IMAGE001
，第三个旋 翼的桨叶半径也为0.87*
Figure DEST_PATH_13078DEST_PATH_IMAGE001
，当采用这种桨叶设置时，设置旋翼同步装置使，第一个旋翼与 第二个旋翼的相邻桨叶相位差45°，第二个旋翼与第三个旋翼的相邻桨叶相位差45°防止旋 翼桨叶相互碰撞，并减小小塔需要的高度。
机身下靠近重心附近设置起落架。
半径不等纵列式三旋翼直升机的工作原理是：为方便说明以3片桨叶的旋翼为例子，设第一个旋翼和第三个旋翼逆时针转，第二个旋翼顺时针转，第一个旋翼采用三个桨叶，第三个旋翼采用三个桨叶，第二个旋翼采用三个桨叶。
旋翼同步装置使第一个旋翼与第二个旋翼的相邻桨叶相位差始终保持60°，使第二个旋翼与第三个旋翼的相邻桨叶相位差始终保持60°，所以即使三个旋翼的间距相等且小于旋翼的直径，旋翼的桨叶也不会相互碰撞。
设第一个旋翼的桨叶半径为R1，第二个旋翼的桨叶半径为R2，第三个旋翼的桨叶半 径为R3，第一个旋翼的桨叶宽为b1，第二个旋翼的桨叶宽为b2，第三个旋翼的桨叶宽为b3，三 个旋翼的角速度相同为
Figure DEST_PATH_305519DEST_PATH_IMAGE002
。
三个旋翼的展弦比相同，所以：
Figure DEST_PATH_693775DEST_PATH_IMAGE003
…………………………………………(1)
Figure DEST_PATH_388062DEST_PATH_IMAGE004
…………………………………………(2)
设第一个旋翼的实度为
Figure DEST_PATH_695415DEST_PATH_IMAGE005
，第二个旋翼的实度为
Figure DEST_PATH_740732DEST_PATH_IMAGE006
，第三个旋翼的实度为
Figure DEST_PATH_667099DEST_PATH_IMAGE007
。
Figure DEST_PATH_215892DEST_PATH_IMAGE008
………………………………………………（3）
Figure DEST_PATH_710459DEST_PATH_IMAGE009
………………………………………………（4）
Figure DEST_PATH_977492DEST_PATH_IMAGE010
………………………………………………（5）
式中K为旋翼的桨叶数，K=3。所以三个旋翼的实度相同：
Figure DEST_PATH_176392DEST_PATH_IMAGE005
=
Figure DEST_PATH_110850DEST_PATH_IMAGE006
………………………………………………（6）
Figure DEST_PATH_369793DEST_PATH_IMAGE006
=
Figure DEST_PATH_779915DEST_PATH_IMAGE007
………………………………………………（7）
旋翼的扭矩公式是：
Figure DEST_PATH_516927DEST_PATH_IMAGE011
…………………………………………（8）
式中
Figure DEST_PATH_40312DEST_PATH_IMAGE012
旋翼的扭矩，
Figure DEST_PATH_1315DEST_PATH_IMAGE013
旋翼的扭矩系数，
Figure DEST_PATH_977361DEST_PATH_IMAGE014
空气密度，
Figure DEST_PATH_924588DEST_PATH_IMAGE015
旋翼的半径，
Figure DEST_PATH_568059DEST_PATH_IMAGE016
旋翼的角速 度。
第一个旋翼的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_434384DEST_PATH_IMAGE017
，第一个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_163306DEST_PATH_IMAGE018
：
Figure DEST_PATH_897912DEST_PATH_IMAGE019
…………………………………………（9）
第二个旋翼的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_395890DEST_PATH_IMAGE020
，第二个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_433116DEST_PATH_IMAGE021
：
Figure DEST_PATH_649334DEST_PATH_IMAGE022
…………………………………………（10）
第三个旋翼的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_938364DEST_PATH_IMAGE023
，第三个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_290847DEST_PATH_IMAGE024
：
Figure DEST_PATH_233396DEST_PATH_IMAGE025
…………………………………………（11）
由于旋翼的反扭矩与旋翼的扭矩成正比，所以旋翼的扭矩相同，反扭矩也相同，由 于第一个旋翼和第三个旋翼是相同的，R1=R3，
Figure DEST_PATH_202489DEST_PATH_IMAGE026
=
Figure DEST_PATH_623106DEST_PATH_IMAGE027
，所以，
Figure DEST_PATH_751468DEST_PATH_IMAGE028
=
Figure DEST_PATH_599338DEST_PATH_IMAGE029
，第一个旋翼和第三 个旋翼的反扭矩是相同的。
令
Figure DEST_PATH_55727DEST_PATH_IMAGE030
=
Figure DEST_PATH_280035DEST_PATH_IMAGE031
+
Figure DEST_PATH_607111DEST_PATH_IMAGE032
，即
Figure DEST_PATH_297987DEST_PATH_IMAGE030
=2*
Figure DEST_PATH_710513DEST_PATH_IMAGE031
，第一个旋翼及第三个旋翼的反扭矩的和等于第 二旋翼的反扭矩，第一个旋翼和第三个旋翼转向相同并与第二个旋翼的转向相反，由于三 个旋翼的角速度相同，数量上第一个旋翼和第三个旋翼的反扭矩之和等于第二个旋翼的反 扭矩，而方向相反，所以三个旋翼的反扭矩相互抵消。
Figure DEST_PATH_4092DEST_PATH_IMAGE033
=2*（
Figure DEST_PATH_185674DEST_PATH_IMAGE034
Figure DEST_PATH_296718DEST_PATH_IMAGE034
） …………………………………（11）
由于三个旋翼的实度相同，翼型相同，展弦比相同，桨叶数量相同，所以旋翼的扭矩系数接近相同：
Figure DEST_PATH_196541DEST_PATH_IMAGE035
≈
Figure DEST_PATH_293810DEST_PATH_IMAGE036
……………………………………………（12）
Figure DEST_PATH_329899DEST_PATH_IMAGE035
≈
Figure DEST_PATH_956053DEST_PATH_IMAGE037
……………………………………………（13）
式（11）简化为：
Figure DEST_PATH_749697DEST_PATH_IMAGE038
=2
Figure DEST_PATH_853919DEST_PATH_IMAGE039
…………………………………………………（14）
Figure DEST_PATH_541252DEST_PATH_IMAGE040
…………………………………………………（15）
Figure DEST_PATH_338307DEST_PATH_IMAGE041
……………………………………………（16）
解式（16）得：
Figure DEST_PATH_602935DEST_PATH_IMAGE042
≈0.87
Figure DEST_PATH_776427DEST_PATH_IMAGE001
由于三个旋翼的角速度相同，在第二个旋翼的桨叶半径为
Figure DEST_PATH_318267DEST_PATH_IMAGE001
，第一个旋翼的桨叶 半径为0.87*
Figure DEST_PATH_286223DEST_PATH_IMAGE001
，第三个旋翼的桨叶半径也为0.87*
Figure DEST_PATH_382355DEST_PATH_IMAGE001
时，数量上第一个旋翼及第三个旋翼 的反扭矩之和等于第二个旋翼的反扭矩，而方向相反，所以三个旋翼的反扭矩相互抵消。
加大驱动旋翼的发动机的油门，同时，操纵三个旋翼的总距增大，三个旋翼的升力加大，当总升力大于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机垂直上升。
减少驱动旋翼的发动机的油门，当总升力等于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机悬停。
继续减少驱动旋翼的发动机的油门，当总升力小于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机垂直下降。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第一个旋翼的周期变距控制器向右倾斜，第一个旋翼的桨尖旋转面向右倾斜，第一个旋翼的升力向右倾斜，同时，操纵第三个旋翼的周期变距控制器向左倾斜，第三个旋翼的桨尖旋转面向左倾斜，第三个旋翼的升力向左倾斜，第一个旋翼和第三个旋翼共同产生向右转向力矩，该力矩驱动机身向右转向；操纵第一个旋翼的周期变距控制器向左倾斜，第一个旋翼的桨尖旋转面向左倾斜，第一个旋翼的升力向左倾斜，同时，操纵第三个旋翼的周期变距控制器向右倾斜，第三个旋翼的桨尖旋转面向右倾斜，第三个旋翼的升力向右倾斜，第一个旋翼和第三个旋翼共同产生向左转向力矩，该力矩驱动机身向左转向，实现航向操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第二个旋翼的周期变距控制器向前倾斜，第二个旋翼的桨尖旋转面向前倾斜，第二个旋翼的升力向前倾斜，机身前俯；操纵第二个旋翼的周期变距控制器向后倾斜，第二个旋翼的桨尖旋转面向后倾斜，第二个旋翼的升力向后倾斜，机身后仰，实现俯仰操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第二个旋翼的周期变距控制器向左倾斜，第二个旋翼的桨尖旋转面向左倾斜，第二个旋翼的升力向左倾斜，使机身向左横滚；操纵第二个旋翼的周期变距控制器向右倾斜，第二个旋翼的桨尖旋转面向右倾斜，第二个旋翼的升力向右倾斜，使机身向右横滚，实现横滚操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵机身前俯，同时加大驱动三旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向前飞行；操纵机身后仰，同时加大驱动三旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向后飞行；操纵机身向左横滚，同时加大驱动三个旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向左飞行；操纵机身向右横滚，同时加大驱动三个旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向右飞行。
俯仰和横滚由第二个旋翼操纵，航向由第一个旋翼和第三个旋翼操纵，第二个旋翼不参与航向的操纵，将航向的操纵独立开来，提高了半径不等纵列式三旋翼直升机的操纵特性，与单旋翼直升机的操纵相似（单旋翼直升机，旋翼操纵俯仰和横滚，尾螺旋桨操纵航向）。
在第二个旋翼的桨叶半径为
Figure DEST_PATH_234905DEST_PATH_IMAGE001
，第一个旋翼的桨叶半径为0.87*
Figure DEST_PATH_365672DEST_PATH_IMAGE001
，第三个旋翼 的桨叶半径也为0.87*
Figure DEST_PATH_35687DEST_PATH_IMAGE001
，其中系数0.87是
Figure DEST_PATH_619115DEST_PATH_IMAGE035
≈
Figure DEST_PATH_524623DEST_PATH_IMAGE037
，
Figure DEST_PATH_509897DEST_PATH_IMAGE035
≈
Figure DEST_PATH_350814DEST_PATH_IMAGE036
的近似结果，在0.87正 负百分之5内，即0.82~0.92的范围内，三旋翼的反扭矩基本抵消，未抵消的反扭矩会干扰航 向，由第一旋翼和第三旋翼的航向操纵克服干扰。
本实用新型的有益效果是，采用三个旋翼，比单旋翼直升机的载重量大很多，三个旋翼的反扭矩相互抵消，减少了克服反扭矩的功率消耗；采用三个旋翼，将航向的操纵由专门的旋翼执行，与单旋翼直升机的操纵相似，旋转面在水平投影上部分重叠，节省了纵列式三旋翼直升机的占用空间，三个旋翼采用相同的实度，提高了悬停效率，纵列式的布局适合在狭窄的地方飞行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型半径不等纵列式三旋翼直升机每个旋翼采用两个桨叶的构造三视图。
图2是本实用新型半径不等纵列式三旋翼直升机每个旋翼采用三个桨叶的构造三视图。
图3是本实用新型半径不等纵列式三旋翼直升机每个旋翼采用四个桨叶的构造三视图。
图中1. 采用二个桨叶的第一个旋翼， 2. 采用二个桨叶的第二个旋翼，3. 采用二个桨叶的第三个旋翼，4. 第一个旋翼的总距和周期变距控制器，5.第二个旋翼的总距和周期变距控制器，6.第三个旋翼的总距和周期变距控制器，7. 第一小塔，8. 第二小塔，9.第三小塔，10.纵梁，11.机身， 12. 起落架，301.采用三个桨叶的第一个旋翼， 302. 采用三个桨叶的第二个旋翼，303. 采用三个桨叶的第三个旋翼，
401.采用四个桨叶的第一个旋翼， 402. 采用四个桨叶的第二个旋翼，403. 采用四个桨叶的第三个旋翼，P.重心。
具体实施方式
图1所示实施例中，机身（11）顶部设置一条纵向的梁，以下称为纵梁（10），纵梁（10）前端悬臂上设置第一小塔（7），翼型的第一小塔（7）起垂直尾翼的作用，在第一小塔（7）上设置由两片桨叶构成的第一个旋翼（1），纵梁（10）的中心在重心（P）上面，在重心（P）上面的机身（11）顶部设置第二小塔（8），翼型的第二小塔（8）起垂直尾翼的作用，在第二小塔（8）上设置由两片桨叶构成的第二个旋翼（2），纵梁（10）后端悬臂上设置第三小塔（9），翼型的第三小塔（9）起垂直尾翼的作用，在第三小塔（9）上设置由两片桨叶构成的第三个旋翼（3）。
设置三个小塔的间距相等，第三小塔（9）比第二小塔高（8），第二小塔（8）比第一小塔高（7），可以减小前边旋翼下洗气流对后面旋翼的影响。
三个小塔上的三个旋翼的间距相等，且该间距尺寸小于第二个旋翼（2）的直径，使第一小塔（7）上的第一个旋翼（1）旋转面与第二小塔（8）上的第二个旋翼（2）旋转面在水平投影上有部分重叠，第二小塔（8）上的第二个旋翼（2）旋转面与第三小塔（9）上的第三个旋翼（3）旋转面在水平投影上有部分重叠，节省了三旋翼的占用空间。
每个旋翼的桨叶经桨殼与旋翼轴连接，桨殼配有挥舞铰、摆振铰和变距铰组成的桨叶挥舞装置，设置总距控制器操纵旋翼升力的大小，设置周期变距控制器操纵旋翼桨尖旋转面的倾倒角，从而改变旋翼的升力方向。
总距和周期变距控制器（4）驱动第一个旋翼（1）的桨叶桨距，总距和周期变距控制器（5）驱动第二个旋翼（2）的桨叶桨距，总距和周期变距控制器（6）驱动第三个旋翼（3）的桨叶桨距。
设置发动机，通过传动装置同时驱动三个旋翼，使三个旋翼的角速度相同，使第一个旋翼（1）和第三个旋翼（3）的转向相同，使第一个旋翼（1）和第二个旋翼（2）的转向相反。
设：第二个旋翼（2）的桨叶半径为R2，第一个旋翼（1）的桨叶半径为0.87* R2，第三个旋翼（3）的桨叶半径也为0.87* R2，设置旋翼同步装置使，第一个旋翼（1）与第二个旋翼（2）的相邻桨叶相位差90°，第二个旋翼（2）与第三个旋翼（3）的相邻桨叶相位差90°防止旋翼桨叶相互碰撞，并减小小塔需要的高度。
机身（10）下靠近重心（P）附近设置起落架（12）。
这种半径不等纵列式三旋翼直升机的工作原理是：设第一个旋翼（1）和第三个旋翼（3）逆时针转，第二个旋翼（2）顺时针转。
设第一个旋翼（1）的桨叶半径为R1，第二个旋翼（2）的桨叶半径为R2，第三个旋翼 （3）的桨叶半径为R3，第一个旋翼（1）的桨叶宽为b1，第二个旋翼（2）的桨叶宽为b2，第三个旋 翼（3）的桨叶宽为b3，三个旋翼的角速度相同为
Figure DEST_PATH_421538DEST_PATH_IMAGE002
。
三个旋翼的展弦比相同，所以：
Figure DEST_PATH_474945DEST_PATH_IMAGE043
…………………………………………(17)
Figure DEST_PATH_721250DEST_PATH_IMAGE044
…………………………………………(18)
设第一个旋翼（1）的实度为
Figure DEST_PATH_201909DEST_PATH_IMAGE045
，第二个旋翼（2）的实度为
Figure DEST_PATH_25509DEST_PATH_IMAGE046
，第三个旋翼（3）的实度 为
Figure DEST_PATH_882607DEST_PATH_IMAGE047
。
Figure DEST_PATH_244404DEST_PATH_IMAGE048
………………………………………………（19）
Figure DEST_PATH_895965DEST_PATH_IMAGE049
………………………………………………（20）
Figure DEST_PATH_941282DEST_PATH_IMAGE050
………………………………………………（21）
式中K为旋翼的桨叶数，K=2。所以三个旋翼的实度相同：
Figure DEST_PATH_867649DEST_PATH_IMAGE045
=
Figure DEST_PATH_416442DEST_PATH_IMAGE046
………………………………………………（22）
Figure DEST_PATH_911009DEST_PATH_IMAGE046
=
Figure DEST_PATH_178042DEST_PATH_IMAGE047
………………………………………………（23）
旋翼的扭矩公式是：
Figure DEST_PATH_642521DEST_PATH_IMAGE051
…………………………………………（24）
式中
Figure DEST_PATH_311400DEST_PATH_IMAGE052
旋翼的扭矩
Figure DEST_PATH_226135DEST_PATH_IMAGE053
旋翼的扭矩系数，
Figure DEST_PATH_714886DEST_PATH_IMAGE054
空气密度，
Figure DEST_PATH_717477DEST_PATH_IMAGE055
旋翼的半径，
Figure DEST_PATH_772020DEST_PATH_IMAGE002
旋翼的角 速度。
第一个旋翼（1）的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_936285DEST_PATH_IMAGE035
，第一个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_584436DEST_PATH_IMAGE031
：
Figure DEST_PATH_125138DEST_PATH_IMAGE056
…………………………………………（25）
第二个旋翼（2）的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_34188DEST_PATH_IMAGE037
，第二个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_634934DEST_PATH_IMAGE030
：
Figure DEST_PATH_98276DEST_PATH_IMAGE057
…………………………………………（26）
第三个旋翼（3）的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_708249DEST_PATH_IMAGE036
，第三个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_206227DEST_PATH_IMAGE032
：
Figure DEST_PATH_633666DEST_PATH_IMAGE058
…………………………………………（27）
由于旋翼的反扭矩与旋翼的扭矩成正比，所以旋翼的扭矩相同，反扭矩也相同，由 于第一个旋翼（1）和第三个旋翼（3）是相同的，R1=R3，
Figure DEST_PATH_849884DEST_PATH_IMAGE035
=
Figure DEST_PATH_138914DEST_PATH_IMAGE036
，所以，
Figure DEST_PATH_491398DEST_PATH_IMAGE031
=
Figure DEST_PATH_168367DEST_PATH_IMAGE032
，第一个旋 翼（1）和第三个旋翼（3）的反扭矩是相同的。
令
Figure DEST_PATH_137460DEST_PATH_IMAGE030
=
Figure DEST_PATH_823656DEST_PATH_IMAGE031
+
Figure DEST_PATH_686439DEST_PATH_IMAGE032
，即
Figure DEST_PATH_799888DEST_PATH_IMAGE030
=2*
Figure DEST_PATH_256277DEST_PATH_IMAGE031
，第一个旋翼（1）及第三个旋翼（3）的反扭矩的 和等于第二旋翼（2）的反扭矩，第一个旋翼（1）和第三个旋翼（3）逆时针转，第二个旋翼（2） 顺时针转，由于三个旋翼的角速度相同，数量上第一个旋翼（1）和第三个旋翼（3）的反扭矩 之和等于第二个旋翼（2）的反扭矩，而方向相反，所以三个旋翼的反扭矩相互抵消。
由
Figure DEST_PATH_480585DEST_PATH_IMAGE030
=2*
Figure DEST_PATH_214186DEST_PATH_IMAGE031
、式（25）和式（26）得：
Figure DEST_PATH_498537DEST_PATH_IMAGE033
=2*（
Figure DEST_PATH_176643DEST_PATH_IMAGE034
） ……………………………………………（27）
由于三个旋翼的实度相同，翼型相同，展弦比相同，桨叶数量相同，所以旋翼的扭矩系数接近相同：
Figure DEST_PATH_204642DEST_PATH_IMAGE035
≈
Figure DEST_PATH_386224DEST_PATH_IMAGE036
……………………………………………（28）
Figure DEST_PATH_107056DEST_PATH_IMAGE035
≈
Figure DEST_PATH_6878DEST_PATH_IMAGE037
……………………………………………（29）
式（27）简化为：
Figure DEST_PATH_494360DEST_PATH_IMAGE038
=2
Figure DEST_PATH_530450DEST_PATH_IMAGE039
…………………………………………………（30）
Figure DEST_PATH_156603DEST_PATH_IMAGE040
…………………………………………………（31）
Figure DEST_PATH_684667DEST_PATH_IMAGE059
……………………………………………（32）
解式（32）得：
Figure DEST_PATH_54469DEST_PATH_IMAGE042
≈0.87
Figure DEST_PATH_741802DEST_PATH_IMAGE001
由于三个旋翼的角速度相同，在第二个旋翼（2）的桨叶半径为
Figure DEST_PATH_538857DEST_PATH_IMAGE001
，第一个旋翼（1） 的桨叶半径为0.87*
Figure DEST_PATH_803485DEST_PATH_IMAGE001
，第三个旋翼（3）的桨叶半径也为0.87*
Figure DEST_PATH_711398DEST_PATH_IMAGE001
时，数量上第一个旋翼 （1）及第三个旋翼（3）的反扭矩之和等于第二个旋翼（2）的反扭矩，而方向相反，所以三个旋 翼的反扭矩相互抵消。
加大驱动旋翼的发动机的油门，同时，操纵三个旋翼的总距增大，三个旋翼的升力加大，当总升力大于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机垂直上升。
减少驱动旋翼的发动机的油门，当总升力等于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机悬停。
继续减少驱动旋翼的发动机的油门，当总升力小于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机垂直下降。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第一个旋翼（1）的周期变距控制器（4）向右倾斜，第一个旋翼（1）的桨尖旋转面向右倾斜，第一个旋翼（1）的升力向右倾斜，同时，操纵第三个旋翼（3）的周期变距控制器（6）向左倾斜，第三个旋翼（3）的桨尖旋转面向左倾斜，第三个旋翼（3）的升力向左倾斜，第一个旋翼（1）和第三个旋翼（3）共同产生向右转向力矩，该力矩驱动机身（11）向右转向；操纵第一个旋翼（1）的周期变距控制器（4）向左倾斜，第一个旋翼（1）的桨尖旋转面向左倾斜，第一个旋翼（1）的升力向左倾斜，同时，操纵第三个旋翼（3）的周期变距控制器（6）向右倾斜，第三个旋翼（3）的桨尖旋转面向右倾斜，第三个旋翼（3）的升力向右倾斜，第一个旋翼（1）和第三个旋翼（3）共同产生向左转向力矩，该力矩驱动机身（11）向左转向，实现航向操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第二个旋翼（2）的周期变距控制器（5）向前倾斜，第二个旋翼（2）的桨尖旋转面向前倾斜，第二个旋翼（2）的升力向前倾斜，机身（11）前俯；操纵第二个旋翼（2）的周期变距控制器（5）向后倾斜，第二个旋翼（2）的桨尖旋转面向后倾斜，第二个旋翼（2）的升力向后倾斜，机身（11）后仰，实现俯仰操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第二个旋翼（2）的周期变距控制器（5）向左倾斜，第二个旋翼（2）的桨尖旋转面向左倾斜，第二个旋翼（2）的升力向左倾斜，使机身（11）向左横滚；操纵第二个旋翼（2）的周期变距控制器向右倾斜，第二个旋翼（2）的桨尖旋转面向右倾斜，第二个旋翼（2）的升力向右倾斜，使机身（11）向右横滚，实现横滚操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵机身（11）前俯，同时加大驱动三旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向前飞行；操纵机身（11）后仰，同时加大驱动三旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向后飞行；操纵机身（11）向左横滚，同时加大驱动三个旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向左飞行；操纵机身（11）向右横滚，同时加大驱动三个旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向右飞行。
俯仰和横滚由第二个旋翼（2）操纵，航向由第一个旋翼（1）和第三个旋翼（3）操纵，第二个旋翼（2）不参与航向的操纵，将航向的操纵独立开来，提高了半径不等纵列式三旋翼直升机的操纵特性，与单旋翼直升机的操纵相似（单旋翼直升机，旋翼操纵俯仰和横滚，尾螺旋桨操纵航向）。
图2所示实施例中，机身（11）顶部设置一条纵梁（10），纵梁（10）前端悬臂上设置第一小塔（7），翼型的第一小塔（7）起垂直尾翼的作用，在第一小塔（7）上设置由三片桨叶构成的第一个旋翼（301），纵梁（10）的中心在重心（P）上面，在重心（P）上面的机身（11）顶部设置第二小塔（8），翼型的第二小塔（8）起垂直尾翼的作用，在第二小塔（8）上设置由两三片桨叶构成的第二个旋翼（302），纵梁（10）后端悬臂上设置第三小塔（9），翼型的第三小塔（9）起垂直尾翼的作用，在第三小塔（9）上设置由三片桨叶构成的第三个旋翼（303）。
设置三个小塔的间距相等，第三小塔（9）比第二小塔高（8），第二小塔（8）比第一小塔高（7），可以减小前边旋翼下洗气流对后面旋翼的影响。
三个小塔上的三个旋翼的间距相等，且该间距尺寸小于第二个旋翼（2）的直径，使第一小塔（7）上的第一个旋翼（1）旋转面与第二小塔（8）上的第二个旋翼（2）旋转面在水平投影上有部分重叠，第二小塔（8）上的第二个旋翼（2）旋转面与第三小塔（9）上的第三个旋翼（3）旋转面在水平投影上有部分重叠，节省了三旋翼的占用空间。
每个旋翼的桨叶经桨殼与旋翼轴连接，桨殼配有挥舞铰、摆振铰和变距铰组成的桨叶挥舞装置，设置总距控制器操纵旋翼升力的大小，设置周期变距控制器操纵旋翼桨尖旋转面的倾倒角，从而改变旋翼的升力方向。
总距和周期变距控制器（4）驱动第一个旋翼（301）的桨叶桨距，总距和周期变距控制器（5）驱动第二个旋翼（302）的桨叶桨距，总距和周期变距控制器（6）驱动第三个旋翼（303）的桨叶桨距。
设置发动机，通过传动装置同时驱动三个旋翼，使三个旋翼的角速度相同，使第一个旋翼（3011）和第三个旋翼（303）的转向相同，使第一个旋翼（301）和第二个旋翼（302）的转向相反。
设：第二个旋翼（302）的桨叶半径为R2，第一个旋翼（301）的桨叶半径为0.87* R2，第三个旋翼（303）的桨叶半径也为0.87* R2，设置旋翼同步装置使，第一个旋翼（301）与第二个旋翼（302）的相邻桨叶相位差60°，第二个旋翼（302）与第三个旋翼（303）的相邻桨叶相位差60°防止旋翼桨叶相互碰撞，并减少小塔需要的高度。
机身（10）下靠近重心（P）附近设置起落架（12）。
这种半径不等纵列式三旋翼直升机的工作原理是：设第一个旋翼（301）和第三个旋翼（303）逆时针转，第二个旋翼（302）顺时针转。
设第一个旋翼（301）的桨叶半径为R1，第二个旋翼（302）的桨叶半径为R2，第三个旋 翼（303）的桨叶半径为R3，第一个旋翼（301）的桨叶宽为b1，第二个旋翼（302）的桨叶宽为b2， 第三个旋翼（303）的桨叶宽为b3，三个旋翼的角速度相同为
Figure DEST_PATH_253238DEST_PATH_IMAGE002
。
三个旋翼的展弦比相同，所以：
Figure DEST_PATH_221194DEST_PATH_IMAGE043
…………………………………………(33)
Figure DEST_PATH_317326DEST_PATH_IMAGE044
…………………………………………(34)
设第一个旋翼（301）的实度为
Figure DEST_PATH_435455DEST_PATH_IMAGE045
，第二个旋翼（302）的实度为
Figure DEST_PATH_566222DEST_PATH_IMAGE046
，第三个旋翼（303） 的实度为
Figure DEST_PATH_236237DEST_PATH_IMAGE047
。
Figure DEST_PATH_554086DEST_PATH_IMAGE048
………………………………………………（35）
Figure DEST_PATH_725173DEST_PATH_IMAGE049
………………………………………………（36）
Figure DEST_PATH_710447DEST_PATH_IMAGE050
………………………………………………（37）
式中K为旋翼的桨叶数，K=3。所以三个旋翼的实度相同：
Figure DEST_PATH_551364DEST_PATH_IMAGE045
=
Figure DEST_PATH_356509DEST_PATH_IMAGE046
………………………………………………（38）
Figure DEST_PATH_409916DEST_PATH_IMAGE046
=
Figure DEST_PATH_656220DEST_PATH_IMAGE060
………………………………………………（39）
旋翼的扭矩公式是：
Figure DEST_PATH_136880DEST_PATH_IMAGE051
…………………………………………（40）
式中
Figure DEST_PATH_226059DEST_PATH_IMAGE052
旋翼的扭矩，
Figure DEST_PATH_817577DEST_PATH_IMAGE053
旋翼的扭矩系数，
Figure DEST_PATH_433235DEST_PATH_IMAGE054
空气密度，
Figure DEST_PATH_84797DEST_PATH_IMAGE055
旋翼的半径，
Figure DEST_PATH_395692DEST_PATH_IMAGE002
旋翼的角 速度。
第一个旋翼（301）的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_790901DEST_PATH_IMAGE035
，第一个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_605274DEST_PATH_IMAGE031
：
Figure DEST_PATH_834261DEST_PATH_IMAGE056
…………………………………………（41）
第二个旋翼（302）的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_101294DEST_PATH_IMAGE037
，第二个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_831353DEST_PATH_IMAGE030
：
Figure DEST_PATH_500231DEST_PATH_IMAGE057
…………………………………………（42）
第三个旋翼（303）的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_149387DEST_PATH_IMAGE036
，第三个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_903717DEST_PATH_IMAGE032
：
Figure DEST_PATH_906308DEST_PATH_IMAGE061
…………………………………………（43）
由于旋翼的反扭矩与旋翼的扭矩成正比，所以旋翼的扭矩相同，反扭矩也相同，由 于第一个旋翼（301）和第三个旋翼（303）是相同的，R1=R3，
Figure DEST_PATH_960852DEST_PATH_IMAGE035
=
Figure DEST_PATH_125117DEST_PATH_IMAGE036
，所以，
Figure DEST_PATH_773267DEST_PATH_IMAGE031
=
Figure DEST_PATH_313970DEST_PATH_IMAGE032
，第一 个旋翼（301）和第三个旋翼（303）的反扭矩是相同的。
令
Figure DEST_PATH_223020DEST_PATH_IMAGE030
=
Figure DEST_PATH_823765DEST_PATH_IMAGE031
+
Figure DEST_PATH_942900DEST_PATH_IMAGE032
，即
Figure DEST_PATH_287294DEST_PATH_IMAGE030
=2*
Figure DEST_PATH_519692DEST_PATH_IMAGE031
，第一个旋翼（301）及第三个旋翼（303）的反扭 矩的和等于第二旋翼（302）的反扭矩，第一个旋翼（301）和第三个旋翼（303）逆时针转，第二 个旋翼（302）顺时针转，由于三个旋翼的角速度相同，数量上第一个旋翼（301）和第三个旋 翼（303）的反扭矩之和等于第二个旋翼（302）的反扭矩，而方向相反，所以三个旋翼的反扭 矩相互抵消。
由
Figure DEST_PATH_822497DEST_PATH_IMAGE030
=2*
Figure DEST_PATH_773136DEST_PATH_IMAGE031
、式（41）和式（42）得：
Figure DEST_PATH_62166DEST_PATH_IMAGE033
=2*（
Figure DEST_PATH_414650DEST_PATH_IMAGE034
） ……………………………………………（44）
由于三个旋翼的实度相同，翼型相同，展弦比相同，桨叶数量相同，所以旋翼的扭矩系数接近相同：
Figure DEST_PATH_888356DEST_PATH_IMAGE035
≈
Figure DEST_PATH_326291DEST_PATH_IMAGE036
……………………………………………（45）
Figure DEST_PATH_668279DEST_PATH_IMAGE035
≈
Figure DEST_PATH_875270DEST_PATH_IMAGE037
……………………………………………（46）
式（44）简化为：
Figure DEST_PATH_988719DEST_PATH_IMAGE038
=2
Figure DEST_PATH_445108DEST_PATH_IMAGE039
…………………………………………………（47）
Figure DEST_PATH_669416DEST_PATH_IMAGE040
…………………………………………………（48）
Figure DEST_PATH_403017DEST_PATH_IMAGE059
……………………………………………（49）
解式（49）得：
Figure DEST_PATH_421789DEST_PATH_IMAGE042
≈0.87
Figure DEST_PATH_365474DEST_PATH_IMAGE001
由于三个旋翼的角速度相同，在第二个旋翼（302）的桨叶半径为
Figure DEST_PATH_393473DEST_PATH_IMAGE001
，第一个旋翼 （301）的桨叶半径为0.87*
Figure DEST_PATH_230848DEST_PATH_IMAGE001
，第三个旋翼（303）的桨叶半径也为0.87*
Figure DEST_PATH_686100DEST_PATH_IMAGE001
时，数量上第一 个旋翼（301）及第三个旋翼（303）的反扭矩之和等于第二个旋翼（302）的反扭矩，而方向相 反，所以三个旋翼的反扭矩相互抵消。
加大驱动旋翼的发动机的油门，同时，操纵三个旋翼的总距增大，三个旋翼的升力加大，当总升力大于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机垂直上升。
减少驱动旋翼的发动机的油门，当总升力等于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机悬停。
继续减少驱动旋翼的发动机的油门，当总升力小于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机垂直下降。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第一个旋翼（301）的周期变距控制器（4）向右倾斜，第一个旋翼（1）的桨尖旋转面向右倾斜，第一个旋翼（301）的升力向右倾斜，同时，操纵第三个旋翼（303）的周期变距控制器（6）向左倾斜，第三个旋翼（303）的桨尖旋转面向左倾斜，第三个旋翼（303）的升力向左倾斜，第一个旋翼（301）和第三个旋翼（303）共同产生向右转向力矩，该力矩驱动机身（11）向右转向；操纵第一个旋翼（301）的周期变距控制器（4）向左倾斜，第一个旋翼（301）的桨尖旋转面向左倾斜，第一个旋翼（301）的升力向左倾斜，同时，操纵第三个旋翼（303）的周期变距控制器（6）向右倾斜，第三个旋翼（303）的桨尖旋转面向右倾斜，第三个旋翼（303）的升力向右倾斜，第一个旋翼（301）和第三个旋翼（303）共同产生向左转向力矩，该力矩驱动机身（11）向左转向，实现航向操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第二个旋翼（302）的周期变距控制器（5）向前倾斜，第二个旋翼（302）的桨尖旋转面向前倾斜，第二个旋翼（302）的升力向前倾斜，机身（11）前俯；操纵第二个旋翼（302）的周期变距控制器（5）向后倾斜，第二个旋翼（302）的桨尖旋转面向后倾斜，第二个旋翼（302）的升力向后倾斜，机身（11）后仰，实现俯仰操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第二个旋翼（302）的周期变距控制器（5）向左倾斜，第二个旋翼（302）的桨尖旋转面向左倾斜，第二个旋翼（302）的升力向左倾斜，使机身（11）向左横滚；操纵第二个旋翼（302）的周期变距控制器向右倾斜，第二个旋翼（302）的桨尖旋转面向右倾斜，第二个旋翼（302）的升力向右倾斜，使机身（11）向右横滚，实现横滚操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵机身（11）前俯，同时加大驱动三旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向前飞行；操纵机身（11）后仰，同时加大驱动三旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向后飞行；操纵机身（11）向左横滚，同时加大驱动三个旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向左飞行；操纵机身（11）向右横滚，同时加大驱动三个旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向右飞行。
俯仰和横滚由第二个旋翼（302）操纵，航向由第一个旋翼（301）和第三个旋翼（303）操纵，第二个旋翼（302）不参与航向的操纵，将航向的操纵独立开来，提高了半径不等纵列式三旋翼直升机的操纵特性，与单旋翼直升机的操纵相似（单旋翼直升机，旋翼操纵俯仰和横滚，尾螺旋桨操纵航向）。
图3所示实施例中，机身（11）顶部设置纵梁（10），在纵梁（10）前端悬臂上设置第一小塔（7），翼型的第一小塔（7）起垂直尾翼的作用，在第一小塔（7）上设置由四片桨叶构成的第一个旋翼（401），纵梁（10）的中心在重心（P）上面，在重心（P）上面的机身（11）顶部设置第二小塔（8），翼型的第二小塔（8）起垂直尾翼的作用，在第二小塔（8）上设置由四片桨叶构成的第二个旋翼（402），纵梁（10）后端悬臂上设置第三小塔（9），翼型的第三小塔（9）起垂直尾翼的作用，在第三小塔（9）上设置由四片桨叶构成的第三个旋翼（403）。
设置三个小塔的间距相等，第三小塔（9）比第二小塔高（8），第二小塔（8）比第一小塔高（7），可以减小前边旋翼下洗气流对后面旋翼的影响。
三个小塔上的三个旋翼的间距相等，且该间距尺寸小于第二个旋翼（402）的直径，使第一小塔（7）上的第一个旋翼（401）旋转面与第二小塔（8）上的第二个旋翼（402）旋转面在水平投影上有部分重叠，第二小塔（8）上的第二个旋翼（402）旋转面与第三小塔（9）上的第三个旋翼（403）旋转面在水平投影上有部分重叠，节省了三旋翼的占用空间。
每个旋翼的桨叶经桨殼与旋翼轴连接，桨殼配有挥舞铰、摆振铰和变距铰组成的桨叶挥舞装置，设置总距控制器操纵旋翼升力的大小，设置周期变距控制器操纵旋翼桨尖旋转面的倾倒角，从而改变旋翼的升力方向。
总距和周期变距控制器（4）驱动第一个旋翼（401）的桨叶桨距，总距和周期变距控制器（5）驱动第二个旋翼（402）的桨叶桨距，总距和周期变距控制器（6）驱动第三个旋翼（403）的桨叶桨距。
设置发动机，通过传动装置同时驱动三个旋翼，使三个旋翼的角速度相同，使第一个旋翼（401）和第三个旋翼（403）的转向相同，使第一个旋翼（401）和第二个旋翼（402）的转向相反。
设：第二个旋翼（402）的桨叶半径为R2，第一个旋翼（401）的桨叶半径为0.87* R2，第三个旋翼（403）的桨叶半径也为0.87* R2，设置旋翼同步装置使，第一个旋翼（401）与第二个旋翼（402）的相邻桨叶相位差45°，第二个旋翼（402）与第三个旋翼（403）的相邻桨叶相位差45°防止旋翼桨叶相互碰撞，并减少小塔需要的高度。
机身（10）下靠近重心（P）附近设置起落架（12）。
这种半径不等纵列式三旋翼直升机的工作原理是：设第一个旋翼（401）和第三个旋翼（403）逆时针转，第二个旋翼（402）顺时针转。
设第一个旋翼（401）的桨叶半径为R1，第二个旋翼（402）的桨叶半径为R2，第三个旋 翼（403）的桨叶半径为R3，第一个旋翼（401）的桨叶宽为b1，第二个旋翼（402）的桨叶宽为b2， 第三个旋翼（403）的桨叶宽为b3，三个旋翼的角速度相同为
Figure DEST_PATH_851502DEST_PATH_IMAGE002
。
三个旋翼的展弦比相同，所以：
Figure DEST_PATH_417613DEST_PATH_IMAGE043
…………………………………………(50)
Figure DEST_PATH_719281DEST_PATH_IMAGE044
…………………………………………(51)
设第一个旋翼（401）的实度为
Figure DEST_PATH_751959DEST_PATH_IMAGE045
，第二个旋翼（402）的实度为
Figure DEST_PATH_873499DEST_PATH_IMAGE046
，第三个旋翼 （403）的实度为
Figure DEST_PATH_774459DEST_PATH_IMAGE047
。
Figure DEST_PATH_930633DEST_PATH_IMAGE048
………………………………………………（52）
Figure DEST_PATH_383480DEST_PATH_IMAGE049
………………………………………………（53）
Figure DEST_PATH_992316DEST_PATH_IMAGE050
………………………………………………（54）
式中K为旋翼的桨叶数，K=4。所以三个旋翼的实度相同：
Figure DEST_PATH_431388DEST_PATH_IMAGE045
=
Figure DEST_PATH_442069DEST_PATH_IMAGE046
………………………………………………（55）
Figure DEST_PATH_410025DEST_PATH_IMAGE046
=
Figure DEST_PATH_912682DEST_PATH_IMAGE060
………………………………………………（56）
旋翼的扭矩公式是：
Figure DEST_PATH_624286DEST_PATH_IMAGE051
…………………………………………（57）
式中
Figure DEST_PATH_20632DEST_PATH_IMAGE052
旋翼的扭矩，
Figure DEST_PATH_159490DEST_PATH_IMAGE053
旋翼的扭矩系数，
Figure DEST_PATH_398710DEST_PATH_IMAGE054
空气密度，
Figure DEST_PATH_914005DEST_PATH_IMAGE055
旋翼的半径，
Figure DEST_PATH_164858DEST_PATH_IMAGE002
旋翼的角 速度。
第一个旋翼（401）的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_474616DEST_PATH_IMAGE035
，第一个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_951865DEST_PATH_IMAGE031
：
Figure DEST_PATH_5272DEST_PATH_IMAGE056
…………………………………………（58）
第二个旋翼（402）的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_845052DEST_PATH_IMAGE037
，第二个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_856870DEST_PATH_IMAGE030
：
Figure DEST_PATH_414890DEST_PATH_IMAGE057
…………………………………………（59）
第三个旋翼（403）的扭矩系数为
Figure DEST_PATH_662201DEST_PATH_IMAGE036
，第三个旋翼的扭矩为
Figure DEST_PATH_356487DEST_PATH_IMAGE032
：
Figure DEST_PATH_804786DEST_PATH_IMAGE061
…………………………………………（60）
由于旋翼的反扭矩与旋翼的扭矩成正比，所以旋翼的扭矩相同，反扭矩也相同，由 于第一个旋翼（401）和第三个旋翼（403）是相同的，R1=R3，
Figure DEST_PATH_584523DEST_PATH_IMAGE035
=
Figure DEST_PATH_386257DEST_PATH_IMAGE036
，所以，
Figure DEST_PATH_200630DEST_PATH_IMAGE031
=
Figure DEST_PATH_554251DEST_PATH_IMAGE032
，第一 个旋翼（401）和第三个旋翼（403）的反扭矩是相同的。
令
Figure DEST_PATH_821284DEST_PATH_IMAGE030
=
Figure DEST_PATH_675976DEST_PATH_IMAGE031
+
Figure DEST_PATH_344855DEST_PATH_IMAGE032
，即
Figure DEST_PATH_338219DEST_PATH_IMAGE030
=2*
Figure DEST_PATH_623707DEST_PATH_IMAGE031
，第一个旋翼（401）及第三个旋翼（403）的反扭矩 的和等于第二旋翼（402）的反扭矩，第一个旋翼（1）和第三个旋翼（3）逆时针转，第二个旋翼 （2）顺时针转，由于三个旋翼的角速度相同，数量上第一个旋翼（1）和第三个旋翼（3）的反扭 矩之和等于第二个旋翼（2）的反扭矩，而方向相反，所以三个旋翼的反扭矩相互抵消。
由
Figure DEST_PATH_360718DEST_PATH_IMAGE030
=2*
Figure DEST_PATH_290628DEST_PATH_IMAGE031
、式（58）和式（59）得：
Figure DEST_PATH_720473DEST_PATH_IMAGE033
=2*（
Figure DEST_PATH_493257DEST_PATH_IMAGE034
） ……………………………………………（61）
由于三个旋翼的实度相同，翼型相同，展弦比相同，桨叶数量相同，所以旋翼的扭矩系数接近相同：
Figure DEST_PATH_768380DEST_PATH_IMAGE035
≈
Figure DEST_PATH_79362DEST_PATH_IMAGE036
……………………………………………（62）
Figure DEST_PATH_414528DEST_PATH_IMAGE035
≈
Figure DEST_PATH_143450DEST_PATH_IMAGE037
……………………………………………（63）
式（61）简化为：
Figure DEST_PATH_753423DEST_PATH_IMAGE038
=2
Figure DEST_PATH_251400DEST_PATH_IMAGE039
…………………………………………………（64）
Figure DEST_PATH_429572DEST_PATH_IMAGE040
…………………………………………………（65）
Figure DEST_PATH_380210DEST_PATH_IMAGE059
……………………………………………（66）
解式（66）得：
Figure DEST_PATH_793874DEST_PATH_IMAGE042
≈0.87
Figure DEST_PATH_146358DEST_PATH_IMAGE001
由于三个旋翼的角速度相同，在第二个旋翼（402）的桨叶半径为
Figure DEST_PATH_744699DEST_PATH_IMAGE001
，第一个旋翼 （401）的桨叶半径为0.87*
Figure DEST_PATH_182633DEST_PATH_IMAGE001
，第三个旋翼（403）的桨叶半径也为0.87*
Figure DEST_PATH_603250DEST_PATH_IMAGE001
时，数量上第一个 旋翼（401）及第三个旋翼（403）的反扭矩之和等于第二个旋翼（402）的反扭矩，而方向相反， 所以三个旋翼的反扭矩相互抵消。
加大驱动旋翼的发动机的油门，同时，操纵三个旋翼的总距增大，三个旋翼的升力加大，当总升力大于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机垂直上升。
减少驱动旋翼的发动机的油门，当总升力等于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机悬停。
继续减少驱动旋翼的发动机的油门，当总升力小于半径不等纵列式三旋翼直升机的重量时，半径不等纵列式三旋翼直升机垂直下降。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第一个旋翼（401）的周期变距控制器（4）向右倾斜，第一个旋翼（401）的桨尖旋转面向右倾斜，第一个旋翼（401）的升力向右倾斜，同时，操纵第三个旋翼（403）的周期变距控制器（6）向左倾斜，第三个旋翼（403）的桨尖旋转面向左倾斜，第三个旋翼（403）的升力向左倾斜，第一个旋翼（401）和第三个旋翼（403）共同产生向右转向力矩，该力矩驱动机身（11）向右转向；操纵第一个旋翼（401）的周期变距控制器（4）向左倾斜，第一个旋翼（401）的桨尖旋转面向左倾斜，第一个旋翼（401）的升力向左倾斜，同时，操纵第三个旋翼（403）的周期变距控制器（6）向右倾斜，第三个旋翼（403）的桨尖旋转面向右倾斜，第三个旋翼（403）的升力向右倾斜，第一个旋翼（401）和第三个旋翼（403）共同产生向左转向力矩，该力矩驱动机身（11）向左转向，实现航向操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第二个旋翼（402）的周期变距控制器（5）向前倾斜，第二个旋翼（402）的桨尖旋转面向前倾斜，第二个旋翼（402）的升力向前倾斜，机身（11）前俯；操纵第二个旋翼（402）的周期变距控制器（5）向后倾斜，第二个旋翼（402）的桨尖旋转面向后倾斜，第二个旋翼（402）的升力向后倾斜，机身（11）后仰，实现俯仰操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵第二个旋翼（402）的周期变距控制器（5）向左倾斜，第二个旋翼（402）的桨尖旋转面向左倾斜，第二个旋翼（402）的升力向左倾斜，使机身（11）向左横滚；操纵第二个旋翼（402）的周期变距控制器向右倾斜，第二个旋翼（402）的桨尖旋转面向右倾斜，第二个旋翼（402）的升力向右倾斜，使机身（11）向右横滚，实现横滚操纵。
当半径不等纵列式三旋翼直升机在空中时，操纵机身（11）前俯，同时加大驱动三旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向前飞行；操纵机身（11）后仰，同时加大驱动三旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向后飞行；操纵机身（11）向左横滚，同时加大驱动三个旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向左飞行；操纵机身（11）向右横滚，同时加大驱动三个旋翼的发动机的油门，半径不等纵列式三旋翼直升机向右飞行。
俯仰和横滚由第二个旋翼（402）操纵，航向由第一个旋翼（401）和第三个旋翼（403）操纵，第二个旋翼（402）不参与航向的操纵，将航向的操纵独立开来，提高了半径不等纵列式三旋翼直升机的操纵特性，与单旋翼直升机的操纵相似（单旋翼直升机，旋翼操纵俯仰和横滚，尾螺旋桨操纵航向）。

Claims (5)

1.一种半径不等纵列式三旋翼直升机，机身下靠近重心附近设置起落架，机身顶部设置一条纵梁，纵梁前端悬臂上设置翼型第一小塔，在第一小塔上设置第一个旋翼，纵梁的中心在重心上面，在重心上面的机身顶部设置翼型第二小塔，在第二小塔上设置第二个旋翼，纵梁后端悬臂上设置翼型第三小塔，在第三小塔上设置第三个旋翼，设置三个小塔的间距相等，第三小塔比第二小塔高，第二小塔比第一小塔高，减小前边旋翼下洗气流对后面旋翼的影响，翼型的小塔有垂直尾翼的作用，三个小塔上的三个旋翼的间距相等，且该间距尺寸小于中间旋翼的直径，使第一小塔上的第一个旋翼旋转面与第二小塔上的第二个旋翼旋转面在水平投影上有部分重叠，第二小塔上的第二个旋翼旋转面与第三小塔上的第三个旋翼旋转面在水平投影上有部分重叠，减小三旋翼的占用空间，每个旋翼的旋转面水平设置，每个旋翼的桨叶经桨殼与旋翼轴连接，桨殼配有挥舞铰、摆振铰和变距铰组成的桨叶挥舞装置，设置总距控制器操纵旋翼升力的大小，设置周期变距控制器操纵旋翼桨尖旋转面的倾倒角，从而改变旋翼的升力方向，设置发动机，通过传动装置同时驱动三个旋翼转动，其特征是：使三个旋翼的角速度相同，使第一个旋翼和第三个旋翼的转向相同，使第一个旋翼和第二个旋翼的转向相反，每个旋翼采用采用相同翼型、相同展弦比、相同数量的桨叶组成，前后旋翼的桨叶半径相同，前后旋翼的桨叶半径等于中间旋翼桨叶半径的0.87倍，第一个旋翼和第三个旋翼采的反扭矩之和与第二个旋翼的反扭矩数量相等方向相反，三个旋翼的反扭矩相互抵消，旋翼同步装置使三旋翼的相位差始终保持恒定，防止旋翼桨叶相互碰撞。
2.根据权利要求1所述的半径不等纵列式三旋翼直升机，其特征是，前后旋翼的桨叶半径相同，前后旋翼的桨叶半径等于中间旋翼桨叶半径的0.82～0.92倍。
3.根据权利要求1所述的半径不等纵列式三旋翼直升机，其特征是，三个旋翼都采用两个桨叶，设置旋翼同步装置使，第一个旋翼与第二个旋翼的相邻桨叶相位差始终保持90°，第二个旋翼与第三个旋翼的相邻桨叶相位差始终保持90°防止旋翼桨叶相互碰撞。
4.根据权利要求1所述的半径不等纵列式三旋翼直升机，其特征是，三个旋翼都采用三个桨叶，设置旋翼同步装置使，第一个旋翼与第二个旋翼的相邻桨叶相位差始终保持60°，第二个旋翼与第三个旋翼的相邻桨叶相位差始终保持60°防止旋翼桨叶相互碰撞。
5.根据权利要求1所述的半径不等纵列式三旋翼直升机，其特征是，三个旋翼采用四个桨叶，设置旋翼同步装置使，第一个旋翼与第二个旋翼的相邻桨叶相位差始终保持45°，第二个旋翼与第三个旋翼的相邻桨叶相位差始终保持45°防止旋翼桨叶相互碰撞。
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