直升机旋翼驱动结构的制作方法

1.本发明有关于一种直升机旋翼驱动结构，尤指一种直升机旋翼驱动结构。


背景技术：

2.现在都市交通拥堵产生空气污染及噪音，这些问题已严重影响居民的生存环境及生活质量；论就平面交通系统的脆弱性，主要受建造、维护成本与地形天气制约影响，这些会耗费大量的资源与预算，尤其是全球大部分地区平原相对少，地形样貌复杂，在城乡间投入高额交通建设费用存在许多困难，因此，安全可靠便捷的空中交通系统愈发显现潜在价值。
3.另一方面，虽然电动汽车、燃氢汽车已有重大发展，但仍无法解决道路有限空间的制约，以致各种空中飞行汽车或小型飞机应运而生，且出现众多样式。但无论飞行机是垂直起降或滑行起降，都因为体积过于庞大(主要是旋翼太长或太多)而导致飞行机宽度超过3米以上，而妨碍两旁的其他交通工具无法在街上行走，即使最小的滑行起降定翼机也会影响交通而不能在道路上起降，因此会飞的交通工具仍需机场，这将造成机场额外负担与危险，极大制约了小型机作为更普遍的私人交通工具的发展，所以飞行汽车只能是少数人的娱乐或运输工具而不适合作为个人较好的交通工具。然而，发展更多更好的空中交通系统牵涉交通、安全、环保预算等多方面问题，尤其是法律规范及整体系统规划需要先行先试，在实践中逐步完善扩大普及空中交通系统。
4.长久以来，许多人类常用的空中交通工具中，直升机一直是运用最广泛的一种，同时也是重要的空中兵力火力投送载具之一；直升机之所以被广泛使用是因为当直升机起飞时无须跑道助跑，且具有垂直起飞与垂直降落的功能，此外直升机通常整体半径也较一般客机小，故实际应用层面较多；目前直升机旋翼驱动方式有两种，其一为采用燃油引擎驱动旋翼，引擎体积重量较大、构造复杂，故障率相对高，且有噪音及污染问题；另一为采用电机驱动旋翼，其电机体积占有一定空间且增加重量，最小的直升机电机至少超过50公斤，且需要更大的蓄电池才能解决续航力的问题，以超轻机而言，其电机与电池总重量已超过两个平均体重的成人的重量。
5.由上述可知，直升机旋翼驱动还有许多需改善的地方；而在先前也有针对解决这些问题的设计，即在旋翼尖装设喷气引擎，但因供气及旋翼承重及离心力等问题无法解决，缺乏实用价值而未见进展。
6.另外，有一种在旋翼上方或下方以一支与旋翼成90度的杆臂两端装设旋翼推进器的设计，此类装置不易设计安排共轴的反桨双旋翼，此种设计须更高更长的主旋翼轴以容纳4层装置，将会增大空气阻力及影响机身飞行稳定，且耗能或容易产生危险，且旋翼驱动并非直接推动而仍是间接推动，因此能耗会更多，且此设置单层旋桨则将不具备双反桨的较大升力，也不具备自相抵消转扭力及保持较稳定的飞行姿态等优势。
7.因此，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业的丰富设计开发及实际制作经验，再予以研究改良，特提供一种直升机旋翼驱动结构，以期达到更具实用价值的目的。


技术实现要素：

8.本发明的主要目的在于提供一种可改善直升机操控、噪音、空气污染、安全、维修、保养、耗能等问题，并能自主利用飞行中的能量发电并回收存储以有效提升续航里程，解决驱动装置复杂笨重和电力供应不足问题的直升机旋翼驱动结构。
9.本发明直升机旋翼驱动结构的主要目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
10.一种直升机旋翼驱动结构，其包括有：
11.一机身本体，其顶端设有一轴杆；
12.至少一动力主旋翼组，其对应设置在所述机身本体的所述轴杆上，所述动力主旋翼组包括有组设在所述轴杆的两侧且相互对应的主旋翼，及设置在所述轴杆的两侧且相互对应的推进器，所述推进器与所述主旋翼在同一水平面上并呈直角间隔对应设置，所述推进器用于推动所述主旋翼旋转。
13.本发明直升机旋翼驱动结构的较佳实施例，其中，所述机身本体还包括有机头、尾梁、机尾及着陆滑轮。
14.本发明直升机旋翼驱动结构的较佳实施例，其中，所述机身本体的顶部设有一固定座，所述固定座的两侧分别枢设一侧翼，所述侧翼能展开或收折。
15.本发明直升机旋翼驱动结构的较佳实施例，其中，所述机身本体具有上下依次设置的多组所述动力主旋翼组，相邻的两组所述动力主旋翼组的所述主旋翼呈错位相对设置，相邻的两组所述动力主旋翼组的所述推进器呈错位相对设置。
16.本发明直升机旋翼驱动结构的较佳实施例，其中，所述机身本体的所述尾梁的两侧分别设置有用于提供飞行动力的水平动力引擎。
17.本发明直升机旋翼驱动结构的较佳实施例，其中，所述机身本体的所述机头或所述机尾处设有用于辅助飞行及改变飞行倾角的水平推动螺旋桨。
18.本发明直升机旋翼驱动结构的较佳实施例，其中，所述推进器为电动涡轮喷射引擎。
19.本发明的特点及优点是：
20.本发明的直升机旋翼驱动结构，可改善现有直升机在操控、噪音、空气污染、安全、维修、保养、耗能等方面的问题，并能利用飞行中的能量发电并回收存储以有效提升续航里程，以解决现有直升机驱动装置复杂笨重和电力供应不足的问题。
附图说明
21.图1所示为本发明直升机旋翼驱动结构的单动力主旋翼组侧视示意图。
22.图2所示为本发明直升机旋翼驱动结构的单动力主旋翼组俯视示意图。
23.图3所示为本发明直升机旋翼驱动结构的单动力主旋翼组前视示意图。
24.图4所示为本发明直升机旋翼驱动结构的单动力主旋翼组侧翼收合状态示意图。
25.图5所示为本发明直升机旋翼驱动结构的双动力主旋翼组立体外观示意图。
26.图6所示为本发明直升机旋翼驱动结构的双动力主旋翼组侧视示意图。
27.图7所示为本发明直升机旋翼驱动结构的双动力主旋翼组俯视示意图。
28.图8所示为本发明直升机旋翼驱动结构的双动力主旋翼组侧翼收合状态侧视示意图。
29.图9所示为本发明直升机旋翼驱动结构的降落伞舱包开伞状态侧视示意图。
30.附图标号说明
31.1：机身本体
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11：轴杆
32.12：机头
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13：尾梁
33.14：机尾
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15：着陆滑轮
34.16：固定座
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17：侧翼
35.2：动力主旋翼组
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21：主旋翼
36.22：推进器
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3：水平动力引擎
37.4：水平推动螺旋桨
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5：降落伞舱包
38.51：降落伞
具体实施方式
39.为使本发明所运用的技术内容、发明目的及其达成的功效有更完整且清楚的说明，请一并参阅所示的附图及图号，详细说明如下：
40.首先，请参阅图1至图3所示，本发明的直升机旋翼驱动结构的单动力主旋翼组的侧视、俯视及前视示意图，其主要包括有：
41.一机身本体1，于该机身本体1的顶端设有一轴杆11；
42.至少一动力主旋翼组2，对应安装在该机身本体1的轴杆11上，该动力主旋翼组2包括有组设在该轴杆11的两侧且相互对应的主旋翼21，及安装在该轴杆11的两侧且相互对应的推进器22，且该推进器22与该主旋翼21安装在同一水平面上并呈直角间隔对应设置，该推进器22用于推动该主旋翼21旋转。
43.当于实际组装运用时，请参阅图1至图8所示，该机身本体1包括机头12、尾梁13、机尾14及着陆滑轮15，而该动力主旋翼组2安装在该机身本体1的顶端的轴杆11上，且每个动力主旋翼组2组装在同一水平面上，如安装两组动力主旋翼组2时，两组动力主旋翼组2呈现上下排序组装，使其分设在两个平行的水平面上(如图5至图8所示)；当该动力主旋翼组2安装时，在该轴杆11的两个对应侧分别组设主旋翼21，再于两个主旋翼21之间分别安装推进器22，让该推进器22与该主旋翼21呈直角间隔对应设置；另外，当安装上、下两组动力主旋翼组2时，上组的主旋翼21及推进器22与下组的主旋翼21及推进器22呈错位相对设置。
44.进一步在该机身本体1的顶部设有一固定座16，于该固定座16的两侧分别枢设一侧翼17，该侧翼17能根据飞行所需而展开或收折。再于该机身本体1的尾梁13的两侧分别安装有水平动力引擎3，该水平动力引擎3用于提供飞行动力，最后，在该机身本体1的机头12或机尾14处设有水平推动螺旋桨4(图示表示水平推动螺旋桨4在机尾部位)，该水平推动螺旋桨4用于辅助飞行及改变飞行倾角。
45.于实际飞行时，本发明采用两个推进器22(可采用小型电动涡轮喷射引擎)相对与两个主旋翼21呈直角交叉配置，让该推进器22直接推动该主旋翼21而使轴杆11转动，让该动力主旋翼组2能直接驱动主旋翼21产生上升浮力，使机身本体1升降。当设置两组动力主旋翼组2时也是同样的驱动方式，此时则通过四个推进器22进行驱动；进一步，本发明所使用的推进器22(小型电动涡轮喷射引擎)重量轻(约1公斤)，两组动力主旋翼组2也不超过10公斤，以此发展在小、中或大型直升机运用上，无论在体积、重量、噪音、空气污染、维修、保
养、安全及能耗上，远优于现有的任一驱动方式。
46.另外，该机身本体1的机头12或机尾14处所安装的水平推动螺旋桨4(图示表示水平推动螺旋桨4在机尾部位)能改变主旋翼21的倾角并操控飞行的姿态，能免除间接动力传输损耗及额外的机械设置。该机尾14的水平推动螺旋桨4的设计是考虑直升机常需在极有限的空间垂直升降或原点360度水平旋转，以适应各种情况需求，例如在有密集建筑物和障碍物的环境，或在斜坡上起降，起降角度需应对风向调整，必需有原地转向功能，但不能仅靠方向舵转向，因为方向舵需有足够风推力(阻力)才能发挥作用，而直升机起降或悬停时却不能获得足够的水平风速作用于方向舵故需有自主转向动力，本发明采用小电机正反电流控制机尾14的水平推动螺旋桨4正反转，产生向左或向右的推力而达到转向的目的，既增强功能也减小装置的体积与重量。
47.当直升机升降时，使用共轴的两个动力主旋翼组2产生升力使其升降，同时通过水平推动螺旋桨4推动前进，当到达所需高度时，减停主旋翼21的动力(即推进器)，仅靠机身本体1的尾梁13两侧的水平动力引擎3推进，此时，该主旋翼21受气流推动自旋并产生升力维持飞行，该主旋翼21的转动可发电并回收储存，用于持续飞行或升降悬停时使用，因此，该推进器22连接一个蓄电单元(图中未表示)，通过蓄电单元(蓄电池)储蓄电力，若电力充足也能供应直升机飞行中的其他电力需求；于此，本发明的推进器22兼具有发电机的功能，能持续供电解决直升机航程短及电池过大过重的问题。
48.另外，该水平动力引擎3可配置适合的引擎，如喷射、喷涡或涡桨引擎，而该水平动力引擎3结合于设置有该动力主旋翼组2的直升机，能使直升机有更快的飞行速度，该主旋翼21专注于提供升力防止直升机失去浮力而坠机。当配置两组共轴的动力主旋翼组2时，能提供更大的升力与安全可靠性，同时也能缩短主旋翼21的长度，使用半刚性复合材料能减少主旋翼21的受力变形曲度从而使直升机更安全，并能减少震动与噪音的产生。
49.请一并参阅图9所示，进一步于该轴杆11的顶端设有一降落伞舱包5，该降落伞舱包5能在直升机飞行遇到紧急状况时，能自动或手动弹抛式启动降落伞舱包5，让降落伞51利用空气的阻力缓冲直升机落地所需要的时间，能让直升机减速下降并平安落地。由于本发明的动力主旋翼组2为同步制接驱动，并非由另外的引擎间接通过传动机构驱动旋翼产生升力再拉动机体前飞，故主旋翼21的轴杆11固定不转动，不会干扰降落伞51弹射抛出伞舱。
50.通过以上所述，本发明的使用说明可知，本发明与现有技术手段相较之下，本发明主要具有下列优点：
51.1.本发明的直升机旋翼驱动结构，通过推进器直接驱动主旋翼，更具有操控灵活性，且此结构也能适用于中大型直升机，达到扩大运用范围的功效。
52.2.本发明的直升机旋翼驱动结构能适用于小型个人飞行器，在街道上能利用水平推动螺旋桨推动前进，超越现有汽车的功能，且能在任何停车场起降，将上下主旋翼停止后重叠对齐，以绳索固定至与机身本体的轴杆同向，收折后比汽车宽度小，能停放在公共停车场或自有车库，适宜住宅活动。
53.3.本发明的直升机旋翼驱动结构，具有结构简单、操控容易、故障少、重量轻、功能强及节能安全的功效，能在水平推动不停止的状态下即能往前飞行，四个主旋翼具有自旋升力，可配合自驾或中央控制进行航道通信管制航向与高度，如此可达到普及化，除了作为
个人交通工具之外，也可为快递物流的快速运输工具。
54.4.本发明的直升机旋翼驱动结构，能运用于中大型直升机，能用于民用客货运输、救灾、测绘、科研、消防、观光等用途，而本发明的主旋翼直接驱动的方式在成本价格、功能、安全性、可靠性、能耗、制造成本、保养维修、环保等方面均优于现有直升机设备。

技术特征：
1.一种直升机旋翼驱动结构，其特征在于，包括有：一机身本体，其顶端设有一轴杆；至少一动力主旋翼组，其对应设置在所述机身本体的所述轴杆上，所述动力主旋翼组包括有组设在所述轴杆的两侧且相互对应的主旋翼，及设置在所述轴杆的两侧且相互对应的推进器，所述推进器与所述主旋翼在同一水平面上并呈直角间隔对应设置，所述推进器用于推动所述主旋翼旋转。2.如权利要求1所述的直升机旋翼驱动结构，其特征在于，所述机身本体还包括有机头、尾梁、机尾及着陆滑轮。3.如权利要求1所述的直升机旋翼驱动结构，其特征在于，所述机身本体的顶部设有一固定座，所述固定座的两侧分别枢设一侧翼，所述侧翼能展开或收折。4.如权利要求1所述的直升机旋翼驱动结构，其特征在于，所述机身本体具有上下依次设置的多组所述动力主旋翼组，相邻的两组所述动力主旋翼组的所述主旋翼呈错位相对设置，相邻的两组所述动力主旋翼组的所述推进器呈错位相对设置。5.如权利要求2所述的直升机旋翼驱动结构，其特征在于，所述机身本体的所述尾梁的两侧分别设置有用于提供飞行动力的水平动力引擎。6.如权利要求2所述的直升机旋翼驱动结构，其特征在于，所述机身本体的所述机头或所述机尾处设有用于辅助飞行及改变飞行倾角的水平推动螺旋桨。7.如权利要求1至6中任一项所述的直升机旋翼驱动结构，其特征在于，所述推进器为电动涡轮喷射引擎。

技术总结
本发明公开了一种直升机旋翼驱动结构，其包括有一顶端设有轴杆的机身本体，所述轴杆上设置有至少一动力主旋翼组，所述动力主旋翼组包括有组设在所述轴杆的两侧且相互对应的主旋翼，及设置在所述轴杆的两侧且相互对应的推进器，所述推进器与所述主旋翼在同一水平面上并呈直角间隔对应设置，所述推进器用于推动所述主旋翼旋转；由此，通过所述推进器直接驱动所述主旋翼产生上升浮力，可改善现有直升机在操控、噪音、空气污染、安全、维修、保养、耗能等方面的问题，并能利用飞行中的能量发电并回收存储以有效提升续航里程，以解决现有直升机驱动装置复杂笨重和电力供应不足的问题。动装置复杂笨重和电力供应不足的问题。动装置复杂笨重和电力供应不足的问题。


技术研发人员：李秋雁
受保护的技术使用者：李秋雁
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2023/8/5