一种具有预热功能的飞行器的制作方法

[0001]
本发明涉及飞行器技术领域，特指一种具有预热功能的飞行器。


背景技术：

[0002]
飞行器的升力装置是一种基于空气动力学的装置，根据结构可以分为固定翼和旋翼，固定翼飞行器一般具有机身以及对称设置的固定翼，由推进器提供动力以获得较大的飞行速度和机动性。其飞行原理在于固定翼与空气之间存相对的速度，空气与固定翼的各面相互作用产生升力从而使飞机获得飞行能力。固定翼飞行器的缺陷在于不能在空中悬停，需要在跑道上滑行起飞或降落以及机场设施建设的支持。旋翼飞行器如直升机，特点在于起飞时无需跑道，可以在空中悬停，其动力系统包括发动机和旋翼，发动机驱动旋翼旋转产生向下的作用力，该作用力即升力克服地球引力使飞机离地飞行。其缺陷在于巡航速度较低，载重量不高，效率较低，但对地面设施的依赖度很少。
[0003]
自转旋翼机是结合了固定翼和旋翼两种方式的飞行器，其主要结构包括了旋翼、轮式起落架和推进器，推进器驱动自转旋翼机在跑道上滑行，滑行过程中空气与旋翼叶片相互作用，空气可以推动旋翼叶片旋转，而旋翼叶片旋转则相对滑行方向产生作用力，当旋翼叶片的转速足够高时，该作用力使飞机升空从而实现飞行。其优点是对起飞跑道要求较低但仍旧需要滑行距离，而且不能在空中悬停应用范围有限。因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

[0004]
针对以上问题，本发明提供了一种具有预热功能的飞行器，有效解决现有技术的不足。
[0005]
为了实现上述目的，本发明应用的技术方案如下：
[0006]
一种具有预热功能的飞行器，包括机舱，机舱内设有人力操纵动力结构，机舱顶部设有飞行装置，飞行装置包括第一飞行单元与第二飞行单元，第一飞行单元包括套筒、转动轴承二以及对称固定于转动轴承二两侧的下层旋翼，转动轴承二固定于套筒，套筒固定于机舱，第二飞行单元包括传动杆、转动轴承一以及对称固定于转动轴承一两侧的上层旋翼，转动轴承一固定于传动杆上端，传动杆下端穿过套筒，并与机舱内的人力操纵动力结构连接，人力操纵动力结构驱动传动杆带动转动轴承一以及上层旋翼垂直上下动作，机舱底部设有起落架，起落架上设有预热装置以及推进装置。
[0007]
根据上述方案，所述预热装置包括固定杆、曲柄轮、单向轴承一与驱动电机，固定杆上端固定于机舱底部，固定杆下端固定于曲柄轮，驱动电机通过单向轴承一连接于曲柄轮。
[0008]
根据上述方案，所述推进装置包括单向轴承二与尾翼，尾翼通过单向轴承二连接于驱动电机。
[0009]
根据上述方案，所述下层旋翼与上层旋翼的结构相同，其上侧平面为扰流翼面，下
侧平面为扇动翼面；扰流翼面由前部曲面以及后部平滑面连接构成，扰流翼面的前部曲面相对于旋翼的旋转平面向上凸起，扰流翼面和扇动翼面在纵向的投影平面呈非对称结构。
[0010]
根据上述方案，所述扰流翼面与扇动翼面的前侧缘相互闭合构成前翅缘，扰流翼面与扇动翼面的后侧缘相互闭合构成后翼尾；扰流翼面前部曲面的最大拱高点所在的翼展经线h靠近前翅缘。
[0011]
根据上述方案，所述扇动翼面与旋翼的旋转平面之间存在攻角c，c的取值范围在-2
°
～6
°
之间。
[0012]
根据上述方案，所述机舱内设有座椅。
[0013]
本发明有益效果：
[0014]
本发明采用这样的结构设置，通过在起落架上设有预热装置，可以起到对飞行器的预热，进而节省了机舱内人力操纵动力结构驱动传动杆时的预热，不仅节省了人力，还使预热效果更佳，并且将推进装置与预热装置统一由驱动电机实现，节省了成本，其工作原理是先通过预热装置使上层旋翼垂直上下动作，可使上层旋翼绕轴承一作周向旋转动作，且其旋转速度会随着上下动作越来越快，当到达一定转速时，可产生升力，从而起到飞行器垂直起飞的效果，再通过人力操纵动力结构驱动传动杆，并在套筒的限位作用下，实现拉动传动杆在套筒内作垂直上下动作，其结构简单且紧凑，成本低。
附图说明
[0015]
图1是本发明整体结构图；
[0016]
图2是本发明旋翼截面图。
[0017]
图中：1.机舱；2.起落架；3.固定杆；4.曲柄轮；5.单向轴承一；6.驱动电机；7.单向轴承二；8.尾翼；9.转动轴承一；10.上层旋翼；11.传动杆；12.转动轴承二；13.下层旋翼；14.套筒；15.人力操纵动力结构；16.座椅；20.扰流翼面；21.扇动翼面；22.前翅缘；23.后翼尾。
具体实施方式
[0018]
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
[0019]
如图1所示，本发明所述一种具有预热功能的飞行器，包括机舱1，机舱1内设有人力操纵动力结构15，机舱1顶部设有飞行装置，飞行装置包括第一飞行单元与第二飞行单元，第一飞行单元包括套筒14、转动轴承二12以及对称固定于转动轴承二12两侧的下层旋翼13，转动轴承二12固定于套筒14，套筒14固定于机舱1，第二飞行单元包括传动杆11、转动轴承一9以及对称固定于转动轴承一9两侧的上层旋翼10，转动轴承一9固定于传动杆11上端，传动杆11下端穿过套筒14，并与机舱1内的人力操纵动力结构15连接，人力操纵动力结构15驱动传动杆11带动转动轴承一9以及上层旋翼10垂直上下动作，机舱1底部设有起落架2，起落架2上设有预热装置以及推进装置。以上所述构成本发明基本结构。
[0020]
本发明采用这样的结构设置，通过在起落架2上设有预热装置，可以起到对飞行器的预热，进而节省了机舱1内人力操纵动力结构15驱动传动杆11时的预热，不仅节省了人力，还使预热效果更佳，其工作原理是先通过预热装置使上层旋翼10垂直上下动作，可使上层旋翼10绕旋转轴承一9作周向旋转动作，且其旋转速度会随着上下动作越来越快，当到达
一定转速时，可产生升力，从而起到飞行器垂直起飞的效果，再通过人力操纵动力结构15驱动传动杆11，并在套筒14的限位作用下，实现拉动传动杆11在套筒14内作垂直上下动作，其结构简单且紧凑，成本低。
[0021]
需要说明的是，人力操纵动力结构15可以采用手动拉动传动杆11方式，也可以采用脚踩式通过曲柄结构拉动传动杆11方式。
[0022]
在本实施例中，所述预热装置包括固定杆3、曲柄轮4、单向轴承一5与驱动电机6，固定杆3上端固定于机舱1底部，固定杆3下端固定于曲柄轮4，驱动电机6通过单向轴承一5连接于曲柄轮4。采用这样的结构设置，通过驱动电机6驱动曲柄轮4转动，进而通过固定杆3带动飞行器整体垂直上下动作，从而实现预热效果。
[0023]
在本实施例中，所述推进装置包括单向轴承二7与尾翼8，尾翼8通过单向轴承二7连接于驱动电机6。采用这样的结构设置，通过驱动电机6驱动尾翼8转动，进而实现给飞行器提供推力，使飞行器向前飞行。
[0024]
如图2所示，在本实施例中，所述下层旋翼13与上层旋翼10的结构相同，其上侧平面为扰流翼面20，下侧平面为扇动翼面21；扰流翼面20由前部曲面以及后部平滑面连接构成，扰流翼面20的前部曲面相对于旋翼的旋转平面向上凸起，扰流翼面20和扇动翼面21在纵向的投影平面呈非对称结构。采用这样的结构设置，当上层旋翼10在上升时，其扰流翼面20与上方空气相互作用，空气对扰流翼面20前部曲面和后部平滑面之间产生压力差，且该压力差推动上层旋翼10向前运动，使上层旋翼10以转动轴承一9为中心单向旋转；当上层旋翼10在下降时，其扇动翼面21与下方空气相互作用，上层旋翼10的旋转运动结合下行运动使扇动翼面21形成矢量攻角c，且该矢量攻角c使扇动翼面21与空气之间产生竖直向上的作用力；上层旋翼10将驱动组件的上下往复运动转化为自身的旋转运动，且其旋转速度会随着上下往复动作越来越快，当到达一定转速时，产生升力使飞行装置获得升力实现飞行目的。
[0025]
在本实施例中，所述扰流翼面20与扇动翼面21的前侧缘相互闭合构成前翅缘22，扰流翼面20与扇动翼面21的后侧缘相互闭合构成后翼尾23；扰流翼面20前部曲面的最大拱高点所在的翼展经线h靠近前翅缘22。采用这样的结构设置，前翅缘22为曲面从而分别接续扰流翼面20与扇动翼面21的前侧缘，前翅缘22的存在可以提高翼型旋翼的结构强度，且前翅缘22处于旋翼旋转方向的前侧，曲面前翅缘22可以降低旋翼旋转时所受到空气阻力，提高驱动装置的动力转化效率。图示中x方向为翼型结构的弦长方向，图示中z方向为翼型结构的展长方向。所述扰流翼面20沿x方向截面的轮廓线相对于旋翼的旋转平面呈曲线形，其轮廓线的最高点沿z方向构成翼展经线h，该翼展经线h处于扰流翼面20的前部曲面上且靠近前翅缘22，从而使扰流翼面20呈前后非对称结构。旋翼在上升时，扰流翼面20与上方空气相互作用，空气对扰流翼面20的翼展经线h前后两侧之间产生压力差，且该压力差推动旋翼向前运动，两个旋翼同向作用以转动轴承为中心单向旋转。
[0026]
在本实施例中，所述扇动翼面21与旋翼的旋转平面之间存在攻角c，c的取值范围在-2
°
～6
°
之间。所述旋翼在转动轴承上具有一个攻角c，攻角c以扇动翼面21相对于旋翼的旋转平面进行计算。所述在旋翼启动后上下往复运动，扰流翼面20向上运动，空气流动经过扰流翼面20在翼展经线h前后两侧产生压强差，该压强差对旋翼构成一个向前推动力使旋翼转动，此时，前翅缘22相对空气产生差速从而对旋翼构成阻力，推进力克服阻力则驱动旋
翼旋转；所述扇动翼面21向下运动，在旋翼转速很低时，攻角c使空气相对于扇动翼面21作用力基本垂直于旋翼的旋转平面，则下层空气对旋翼向前旋转运动造成阻力很小，由此旋翼可以在上下往复运动一段时间后获得较高的转速。当旋翼转速较高时，扇动翼面21既存在向下运动还存在向前运动，二者叠加形成的矢量运动相对于旋翼旋转平面的矢量角大于攻角c，即旋翼的旋转速度越快扇动翼面21产生的升力更大，通过控制旋翼的上下运动频率可以提高旋翼的转速进而改变旋翼产生的升力。
[0027]
在本实施例中，所述机舱1内设有座椅16。
[0028]
以上对本发明实施例中的技术方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

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