一种共轴高速直驱直升机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及飞行器领域，特别涉及一种共轴高速直驱直升机。
【背景技术】
[0002]共轴反转旋翼直升机与单旋翼直升机相比，其旋翼臂展短、功率消耗低、不需安装尾桨来平衡旋翼旋转产生的反力矩、结构设计更灵活。俄罗斯卡莫夫设计局设计制造的卡50共轴反转直升机是该类直升机的典型代表。卡50直升机以半径大小不同的套筒式传动轴为传动部件，两根传动轴的轴线重合且能进行周向旋转，半径较大的传动轴安装下旋翼桨叶，半径较小的传动轴安装上旋翼桨叶。上、下旋翼的桨距通过变桨距装置控制，能实现部分差动控制，但差动控制角度较小，更无法进行单桨独立变距，因此降低了此类直升机的升降、滚转、俯仰、偏航和倒飞等机动性能，无法实现单桨直升机具备的所有机动动作。
[0003]直升机具有垂直起降、空中悬停以及倒飞等优良特性，但其难以实现高速前进或后退飞行，因此其应用场合受到较大的限制。
[0004]现有技术中的直升机通常利用发动机带动减速齿轮箱进行传动，这类直升机结构质量重，传动机构复杂，齿轮间摩擦磨损严重、噪音大，可靠性和驱动效率较低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是为了克服上述问题，提供一种共轴高速直驱直升机。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用的方法是:一种共轴高速直驱直升机，包括机架、主旋翼发动机、主旋翼部件、主旋翼传动轴、主旋翼桨距调节部件、尾桨传动系统和起落架，其特征在于:所述的主旋翼传动轴为共轴安装的两根半径大小不同的管状轴，所述的主旋翼桨距调节部件包括上旋翼桨距调节部件、下旋翼桨距调节部件和联动部件，所述的上旋翼桨距调节部件通过联动部件连接至下旋翼桨距调节部件，其中，所述的下旋翼桨距调节部件对下旋翼桨距进行调节，所述的联动部件跟随下旋翼桨距调节部件进行倾转或平移运动，对上旋翼桨距进行调节；上旋翼桨距调节部件还能对上旋翼的桨距进行独立调节。
[0007]作为本实用新型的优选，所述的上旋翼桨距调节部件包括上旋翼舵机、舵机连杆、过渡连杆、中轴连杆、连接件、T形连杆、上旋翼拉杆和上旋翼支架连杆；上旋翼舵机输出轴和舵机连杆一端固定连接，舵机连杆另一端和过渡连杆一端铰接，过渡连杆另一端和中轴连杆一端铰接，中轴连杆穿过上旋翼传动轴，另一端和连接件通过轴承连接，连接件可以绕中轴连杆的中轴线转动，连接件和T形连杆上部一端铰接，T形连杆的下端通过球铰和上旋翼拉杆一端连接，上旋翼拉杆另一端通过球铰和上旋翼支架连杆一端连接，上旋翼支架连杆另一端和上旋翼支架固定连接。
[0008]作为本实用新型的优选，所述的下旋翼桨距调节部件包括左舵机、右舵机和后舵机三个舵机，所述的三个舵机均固定在机架上，通过连杆机构共同驱动下倾转盘进行倾转运动或竖直平动，每个舵机的输出轴和舵机连杆一端固定连接，舵机连杆另一端和舵机过渡连杆一端铰接，舵机过渡连杆另一端和下倾转盘连杆一端连接，下倾转盘连杆另一端和下倾转盘固定连接，在所述的下倾转盘上设有下旋转倾转盘，下旋转倾转盘四周设有两根下旋翼支架连杆，下旋翼支架连杆一端通过球铰和下旋转倾转盘连接，另一端通过球铰和下旋翼支架连杆一端连接，下旋翼支架连杆另一端和下旋翼支架固定连接；下旋转倾转盘外圈通过球铰和下转盘转动支架一端连接，下转盘转动支架另一端通过铰链和下转盘过渡支架一端连接，下转盘过渡支架另一端通过铰链和下转轴连接件连接，下转轴连接件和下旋翼传动轴固定连接；在所述的后舵机前面设置有开槽板，下倾转盘后连杆设置在开槽板的槽内，限制下倾转盘在水平方向转动。
[0009]作为本实用新型的优选，所述的联动部件包括上下旋转倾转盘连接杆、上旋转倾转盘、上转盘转动支架、上转盘过渡支架、上转轴连接件、上反转倾转盘、上反转盘转动支架、上反转盘过渡支架、上反转轴连接件、上旋翼支架过渡连杆；上下旋转倾转盘连接杆两端通过球铰分别和上旋转倾转盘外圈和下旋转倾转盘外圈连接，保证上、下旋转倾转盘具有相同的倾转运动或竖直平动；上旋转倾转盘外圈通过球铰和上转盘转动支架一端连接，上转盘转动支架另一端通过铰链和上转盘过渡支架一端连接，上转盘过渡支架另一端通过铰链和上转轴连接件连接，上转轴连接件和下旋翼传动轴固定连接，上旋转倾转盘通过这套连接机构可以跟随下旋翼传动轴转动；上旋转倾转盘上设有上反转倾转盘，上反转倾转盘外圈通过球铰和上反转盘转动支架一端连接，上反转盘转动支架另一端通过铰链和上反转盘过渡支架一端连接，上反转盘过渡支架另一端通过铰链和上反转轴连接件连接，上反转轴连接件和上旋翼传动轴固定连接，上反转倾转盘通过这套连接机构可以跟随上旋翼传动轴转动；上反转倾转盘和上旋转倾转盘的倾转一致，但两者绕竖直轴的旋转方向相反；上旋翼支架过渡连杆一端通过球铰与上反转倾转盘连接，另一端通过球铰和上旋翼桨距调节部件中的T形连杆的上部另一端连接，以此对上旋翼的桨距进行联动调节。
[0010]作为本实用新型的优选，所述的尾桨传动轴与尾桨发动机的输出轴直接相连，带动推进尾桨部件旋转。所述的推进尾桨部件包括尾桨桨毂、尾桨旋翼支架和尾桨旋翼桨叶。所述的尾桨桨毂通过轴承安装在尾桨传动轴上，可绕尾桨传动轴的轴线转动。所述的尾桨旋翼支架安装在尾桨桨毂上，可绕自身轴线转动。所述的尾桨旋翼桨叶通过铰链安装在尾桨旋翼支架上。
[0011]作为本实用新型的优选，所述的尾桨传动系统包括尾桨发动机、推进尾桨部件和尾桨传动轴；尾桨传动轴与尾桨发动机的输出轴直接相连，带动推进尾桨部件旋转；推进尾桨部件包括尾桨桨毂、尾桨旋翼支架和尾桨旋翼桨叶，尾桨桨毂通过轴承安装在尾桨传动轴上，可绕尾桨传动轴的轴线转动；尾桨旋翼支架安装在尾桨桨毂71上，可绕自身轴线转动，尾桨旋翼桨叶通过铰链安装在尾桨旋翼支架上。
[0012]作为本实用新型的优选，在所述的尾桨传动系统上还设置有尾桨桨距调节部件，尾桨桨距调节部件包括尾桨舵机，其输出轴与尾桨舵机连杆一端固定连接，尾桨舵机连杆另一端通过铰链和尾桨舵机过渡杆一端连接，尾桨过渡杆另一端通过球铰和尾桨拉环连杆一端连接，尾桨拉环连杆另一端和尾桨拉环固定连接，尾桨拉环和尾桨Y形拉杆下端通过轴承连接，尾桨Y形拉杆可以绕尾桨拉环的轴线旋转，尾桨Y形拉杆的上端和尾桨旋翼支架的伸出端铰接。
[0013]作为本实用新型的优选，所述的两个主旋翼发动机沿机身竖直轴线上下安装，分别与所述的两根管状主旋翼传动轴直接连接，驱动所述的上、下两个主旋翼旋转。
[0014]作为本实用新型的优选，所述的主旋翼发动机为环形低速大扭矩发动机，是环形电磁电机、环形超声电机或其他环形作动器中的一种。
[0015]本实用新型还公开了一种共轴高速直驱直升机的飞行操纵方式，包括以下步骤:直升机上升时，左舵机、右舵机和后舵机驱动下倾转盘向下做平移运动，上旋翼舵机驱动中轴连杆向上做平移运动；
[0016]直升机下降时，舵机操纵方式与上升时相反；
[0017]直升机逆时针偏航时，左舵机、右舵机和后舵机驱动下倾转盘向下做平移运动，上旋翼舵机驱动中轴连杆向下做平移运动；
[0018]直升机顺时针偏航时，舵机操纵方式与逆时针偏航时相反；直升机滚转和俯仰时，左舵机、右舵机和后舵机驱动下倾转盘做倾转运动，上旋翼舵机保持位置固定，下倾转盘左右倾转，直升机左右滚转，下倾转盘前后倾转，直升机前后俯仰；
[0019]直升机高速前飞时，主旋翼发动机减速，通过左舵机、右舵机、后舵机和上旋翼舵机对直升机进行微调，维持机架姿态稳定，尾桨发动机加速，尾桨舵机驱动尾桨Y形拉杆前拉；
[0020]直升机高速后飞时，主旋翼发动机减速，通过左舵机、右舵机、后舵机和上旋翼舵机对直升机进行微调，维持机架姿态稳定，尾桨发动机加速，尾桨舵机驱动尾桨Y形拉杆后推。
[0021]有益效果:
[0022]本实用新型技术方案相比传统方案，采用主旋翼桨距调节部件可以对下旋翼桨距进行调节，实现上、下旋翼桨距的联动调节，还可以对上旋翼桨距进行独立调节，提供了上下桨叶独立变距的差异性和周期变距的一致性，可提高直升机的升降、滚转、俯仰、偏航和倒飞等机动性能，实现单桨直升机具备的所有机动能力。采用尾桨