專利名稱：水陸空三棲垂直起落飛行器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型是一種集飛機、汽車和游艇為一身的家庭游覽型全能交通工具。
現(xiàn)有的直升機、傾轉(zhuǎn)旋翼機及水陸兩用飛機仍離不開機場和水面，也不能像轎車在公路上行駛，更不能停在小車庫內(nèi)，另外，現(xiàn)有的飛行器其結(jié)構(gòu)復雜，造價高、使用費用昂貴，尤其是直升機，雖然比固定翼飛機機動，但發(fā)動機功率和升力損失均很大，安全系數(shù)小，很難普及到家庭。
本實用新型提出的水陸空三棲垂直起落飛行器，既可作為飛機，又可當汽車、游艇在公路上和水中行駛。由于其體積小，可直接駛進家庭車庫存放。
本實用新型的目的通過以下技術(shù)措施達到機架是一個左右對稱、前后可全景觀察的框架結(jié)構(gòu)，座艙、發(fā)動機和駕駛設備位于機架中間，發(fā)動機的動力輸出端經(jīng)雙向離合器與萬向軸或機輪傳動軸相聯(lián)，萬向軸兩端分別通過一對軸承式齒輪與一組位于機架左右架體之間的滾動翼結(jié)構(gòu)相連，所說的滾動翼結(jié)構(gòu)有五個沿圓周均布的滾動翼片，每一滾動翼片兩端與位于機架內(nèi)外壁之間的滾動翼框架上端鉸接，滾動翼框架下端固定在軸承式從動齒輪的內(nèi)圈上，并且，每一滾動翼與固定在從動齒輪外圈上的凸輪軸之間連有滾子頂桿，該頂桿上端與滾動翼鉸接，下端通過滾子與凸輪軸接觸，且該頂桿與滾動翼的旋轉(zhuǎn)軸心線垂直。
上述主、從動軸承式齒輪的外圈固定在機架的內(nèi)壁上，主動齒輪的內(nèi)圈連在萬向軸上。
上述凸輪軸外表面沿軸向設計成三段緩坡爬升形狀，依次為后飛段、升降和懸停段、前飛段，凸輪軸通過搖桿和駕駛桿相連。
下面結(jié)合本實用新型的實施例及其附圖作進一步說明。


圖1 本實用新型的立體結(jié)構(gòu)簡圖。
圖2 本實用新型的傳動原理示意圖。
圖3 本實用新型的后視圖。
圖4 本實用新型的凸輪軸與駕駛桿聯(lián)接關(guān)系示意圖。
如圖所示，本飛行器外形獨特，與現(xiàn)有直升機、旋翼機均不相同，它包括有機架(1)、裝在機架中的座艙(12)、發(fā)動機(9)和駕駛設備，機架下部裝有機輪(11)，由于其傳動部件是左右對稱配置，故只對一側(cè)進行描述。特征在于機架是一個左右對稱、前后可全景觀察的框架結(jié)構(gòu)，座艙、發(fā)動機和駕駛設備位于機架中間，發(fā)動機的動力輸出端經(jīng)雙向離合器(22)與萬向軸(24)或機輪傳動軸(23)相聯(lián)，萬向軸兩端分別通過一對軸承式齒輪(18，21)與一組位于機架左右架體之間的滾動翼結(jié)構(gòu)相連，所說的滾動翼結(jié)構(gòu)有五個沿外圓周均布的滾動翼片(5)，每一滾動翼片兩端與位于機架內(nèi)外壁之間的滾動翼框架(14)上端鉸接，滾動翼框架下端固定在軸承式從動齒輪(21)的內(nèi)圈上，并且，每一滾動翼與固定在從動齒輪外圈上的凸輪軸(20)之間連有滾子頂桿(15)，該頂桿上端與滾動翼鉸接，下端通過滾子(16)與凸輪軸接觸配合，且該頂桿安裝在滾動翼框架中的位置應與框架的旋轉(zhuǎn)軸心線垂直。
滾動翼框架和滾子頂桿與滾動翼端面的的鉸接點分別距端面前后1/3處，形成力臂關(guān)系。頂桿上部的回位彈簧(19)作用是經(jīng)常保持滾子與凸輪的接觸配合下部的一對滑輪(17)使頂桿上下運動平穩(wěn)及滑動靈活。
上述的主、從動軸承式齒輪(18)和(21)的外圈固定在機架的內(nèi)壁上，主動齒輪的內(nèi)圈連在萬向軸(24)上。
如圖4所示，凸輪軸外表面沿軸向由里至外設計成三段緩坡爬升形狀，依次為后飛段(29)、升降和懸停段(30)、前飛段(31)三個工作段，對應于不同的飛行狀態(tài)，每段之間留有過渡段。凸輪軸通過搖桿(28)和駕駛桿(27)相連，由其操縱作軸向移動來控制需要工作段與滾子接觸配合。
機架后部有尾舵(6)，尾舵之間有風扇(7)，當滾動翼旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的強大氣流帶動它們轉(zhuǎn)動。
一組機架橫拉桿(2)連接在左右架體之間，滾動翼框架及滾動翼為一體在橫拉桿內(nèi)旋轉(zhuǎn)運動。
本飛行器的傳動原理是發(fā)動機動力經(jīng)萬向軸傳至相互嚙合軸承式齒輪，通過滾動翼框架帶動滾動翼朝前方旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的同時，頂桿(15)下端的滾子(16)沿凸輪軸表面形狀運動，使?jié)L動翼對應凸輪曲線改變迎角角度，全部翼片產(chǎn)生的總升力即是飛行器上升動力。
當普通固定翼飛機起飛重量1200公斤，機翼面積15平方米時，離地速度需100公里/小時。
本飛行器設計在同等條件下，即，起飛重量1200公斤，5段滾動機翼總面積為5平方米時，較上述機翼面積少3倍，則離地速度只要達到300公里/小時即可離地。
設定滾動翼框架外園直徑為2.5米，則其周長＝2.5×314＝7.85米，計算框架旋轉(zhuǎn)速度在1000轉(zhuǎn)/分情況下其切線速度(相當于固定翼飛機離地速度)能否達到300公里/小時。求得滾動翼旋轉(zhuǎn)速度為7.8 5米×1000轉(zhuǎn)/分＝7850米/分＝471公里/小時，證明本飛行器能夠滿足離地速度并有富余。
富余的171公里，用50公里完成飛行器繼續(xù)增速上升，再用50公里進行前后飛行，用30公里來克服各種機械傳動阻力，用41公里作為備用功率進行機動。
圖1中所示的固定翼(3)在不飛時可放下位于機架兩邊，在空中長時間平飛時為減小發(fā)動機功率，提高升力，可把固定翼展開，并用支撐桿(4)固定，然后操縱駕駛桿來調(diào)整后面的尾舵(6)以保持飛機俯仰姿態(tài)。
當飛機需要轉(zhuǎn)向、尤其是懸停、后飛或垂直上升時的轉(zhuǎn)向，應向需轉(zhuǎn)方向壓駕駛桿，通過尾舵支撐梁內(nèi)的傳動使尾舵上的風扇(7)改變扇葉角度，即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。本飛行器設有空速管(13)以傳遞空氣動壓和靜壓用來指示空速、高度和升降；同時還裝有前后燈，轉(zhuǎn)向燈及防撞警告燈，以便安全行駛。
當由飛行狀態(tài)轉(zhuǎn)為路行狀態(tài)時，應操縱雙高合器使其與萬向軸傳動桿脫離而與機輪傳動軸結(jié)合，此時發(fā)動機動力經(jīng)簡易自動無級變速機構(gòu)(25)傳至后機輪，前面兩輪為轉(zhuǎn)向輪，后兩輪為驅(qū)動輪；路行中的轉(zhuǎn)向通過對左右機輪的剎車來實現(xiàn)。
當需從飛行狀態(tài)轉(zhuǎn)為水中行駛時，同樣應操縱雙向離合器使發(fā)動機動力傳遞到后機輪；在空中須通過手搖氣筒將氣囊(10)充足方可降落，以利水中托起機體，靠連在機輪上的撥水輪(8)推動機體前行。在路上行駛前必須放氣收囊，以使機輪接觸地面。
本實用新型具有如下優(yōu)點由于采用汽車發(fā)動機，耗油低，維護簡單可直接從陸上或水中垂直起飛和降落，在空中可前邊飛、后飛、原位置左右轉(zhuǎn)向和懸停，機體不須傾斜即可轉(zhuǎn)向，因而方便靈活；它的滾動翼不存在現(xiàn)有直升機旋翼內(nèi)外切線速度不同的缺點，產(chǎn)生的阻轉(zhuǎn)力矩被自身重量克服，因而比現(xiàn)有直升機常規(guī)旋翼效率更高，工作更可靠；本飛行器具備固定翼飛機和直升機的雙重優(yōu)點，安全可靠，它完全打破了現(xiàn)有飛行器的常規(guī)結(jié)構(gòu)和傳動方式，構(gòu)造簡單，造價低，駕駛簡單，人人均可學會，易于進入私人家庭。
權(quán)利要求1.一種水陸空三棲垂直起落飛行器，包括有機架(1)、裝在機架中的座艙(12)、發(fā)動機(9)和駕駛設備，機架下部裝有機輪(11)，其特征在于機架是一個左右對稱、前后可全景觀察的框架結(jié)構(gòu)，座艙、發(fā)動機和駕駛設備位于機架中間，發(fā)動機的動力輸出端經(jīng)雙向離合器(22)與萬向軸(24)或機輪傳動軸(23)相聯(lián)，萬向軸兩端分別通過一對軸承式齒輪(18，21)與一組位于機架左右架體之間的滾動翼結(jié)構(gòu)相連，所說的滾動翼結(jié)構(gòu)有五個沿圓周均布的滾動翼片(5)，每一滾動翼片兩端與位于機架內(nèi)外壁之間的滾動翼框架(14)上端鉸接，滾動翼框架下端固定在軸承式從動齒輪(21)的內(nèi)圈上，并且，每一滾動翼與固定在從動齒輪外圈上的凸輪軸(20)之間連有滾子頂桿(15)，該頂桿上端與滾動翼(5)鉸接，下端通過滾子(16)與凸輪軸接觸，且該頂桿與滾動翼的旋轉(zhuǎn)軸心線垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于主、從動軸承式齒輪(18)和(21)的外圈固定在機架的內(nèi)壁上，主動齒輪的內(nèi)圈連在萬向軸(24)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于凸輪軸(20)外表面沿軸向設計成三段緩坡爬升形狀，依次為后飛段(29)、升降和懸停段(30)、前飛段(31)，凸輪軸通過搖桿和駕駛桿(27)相連
專利摘要本實用新型是一種集飛機、汽車和游艇為一身的家庭游覽型全能交通工具,機架為左右對稱、前后可全景觀察的框架結(jié)構(gòu),座艙、發(fā)動機和駕駛設備在機架中間,發(fā)動機的動力輸出端經(jīng)雙向離合器與萬向軸或機輪傳動軸相聯(lián),萬向軸兩端分別通過一對軸承式齒輪與一組滾動翼結(jié)構(gòu)相連,五個沿圓周均布的滾動翼片,兩端與框架鉸接,框架下端固定在從動齒輪內(nèi)圈上;滾動翼與凸輪軸之間連有滾子頂桿,其上端接滾動翼,下端與凸輪軸接觸。
文檔編號B64C37/00GK2285242SQ9522881
公開日1998年7月1日 申請日期1995年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月29日
發(fā)明者王茂春 申請人:王茂春