直升飞行器的两级空气动力转换方法及其转换装置 【技术领域】
本发明涉及可垂直升降的航空飞行器的空气动力转换技术，特别是一种直升飞行器的两级空气动力转换方法及其两级空气动力转换装置。
技术背景
现有各种直升飞行器，特别是直升飞机无一例外地均只进行一次空气动力转换，即旋翼的升力与阻力的升阻比转换，这种一级空气动力转换方式致使能量消耗大，所需发动机功率高，造价高，性能价格比较低，对环境污染重。
【发明内容】
鉴于现有直升飞行器的空气动力转换技术存在的上述缺陷，本发明提出一种直升飞行器的两级空气动力转换方法及其转换装置，以提高直升飞行器空气动力转换效率，减少燃料消耗，减少废气排放，降低营运成本。
本发明提出的直升飞行器的两级空气动力转换方法，其采取如下步骤：在水平回转架上设置至少两个带螺旋桨的发动机，由所述发动机驱动的螺旋桨直接推动所述地水平回转架旋转，水平回转架通过中间传动机构带动至少一套旋翼旋转。所述水平回转架可以设计成带至少两个发动机的直升飞行器的旋翼。
实现上述方法之用于直升飞机的两级空气动力转换装置，包括发动机和旋翼，其特征在于：还包括水平回转架，水平回转架的中心是转毂，转毂的外壁设置回转梁，至少两个带螺旋桨的发动机分别安装于水平回转架对称的回转梁上，水平回转架的转毂通过轴承安装于机壳的轴承套筒上，轴承套筒中采用轴承安装旋翼的旋翼轴，机壳上安装中间齿轮副，中间齿轮副的小齿轮与所述转毂的主动齿轮啮合，中间齿轮副的大齿轮与旋翼轴下端的旋翼齿轮啮合，发动机驱动的螺旋桨直接推动水平回转架旋转，进而带动旋翼旋转。
本发明在直升飞行器原有的空气动力转换方案中增加一级空气动力转换，即增加由螺旋桨直接推动的水平回转机构，该水平回转机构产生的力矩通过齿轮或其它传动方式带动旋翼旋转，从而实现两级空气动力转换，大大提高了空气动力转换效率。
其装置可采用较小的发动机，使飞机造价大幅下降，燃料消耗大幅下降，可节能2/3以上，营运成本大幅下降。排放的废气大量减少，减少了对环境的污染。
发动机和燃料的重量大幅度下降，可增加载重量或进一步降低所需功率。
【附图说明】
图1为本发明典型实施例的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为其双层旋翼装置的应用示例；
图4为其双旋翼装置应用示例；
图5为其水平回转架和旋翼合一的直升飞行器应用示例。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明进一步说明。
图1、2所示为采用内燃机的两级空气动力转换装置结构图。图示的主要部件为：内燃机(发动机)1、1’，装于内燃机主轴上的螺旋桨2、2’，回转梁3、3’，转毂4，轴承5，旋翼轴6，固定的轴承套筒7，轴承盖8，整流罩9，主动齿轮10，机械密封组件11，直升机壳12，旋翼齿轮13，齿轮副的大小齿轮14、15，进油管16，机械密封动环17，机械密封静环18。
本例采用双内燃机，水平回转架的中心是转毂4，转毂4的外壁设置回转梁3、3’，两个带螺旋桨的内燃机1、1’分别安装于水平回转架对称的回转梁3、3’的端部，水平回转架的转毂4通过轴承5安装于机壳12的轴承套筒7上，轴承套筒7中采用轴承26安装旋翼的旋翼轴6，中间齿轮副安装在机壳12上，中间齿轮副的小齿轮15与所述转毂4的主动齿轮10啮合，中间齿副的大齿轮14与旋翼轴6下端的旋翼齿轮13啮合。发动机驱动螺旋桨转动，产生的推力使水平回转架转动，并通过齿轮副、或变速箱、或链轮等传动方式驱动旋翼转动。
为了实现内燃机燃料的供给，在水平回转架的转毂4下端与轴承套筒7之间设有机械密封供油组件。该机械密封供油组件包括密封静环18和密封动环17，密封静环18位于机壳的轴承套筒7一侧，密封动环17安装在水平回转架的转毂4下端，密封静环18的油槽接进油管16，密封动环17设置至少两个出油口，每一个出油口均通过油管接至相应的内燃机。
通过以上实施例能够理想实现本发明的直升飞行器的两级空气动力转换，在水平回转架上设置两个带螺旋桨的内燃机，由所述内燃机驱动的螺旋桨直接推动所述的水平回转架旋转，水平回转架通过中间传动机构带动旋翼旋转。
在图1实施例基础上增加一套旋翼构成图3所示的双层旋翼结构，两个旋翼同轴心安装，反向旋转。
参照图4所示应用示例，在上述图1实施例的基础上可以增加一套以上旋翼构成多旋翼装置。如为两个旋翼装置，可将水平回转架装在长机身的中部，两个旋翼的旋翼轴分别通过链轮机构传动。
本发明的水平回转架和旋翼一体化的示例见图5，其水平回转架可以设计成带至少两个发动机的直升飞行器的旋翼。
上述的发动机可为电动机、电燃机、涡轮发动机等，发动机的数量可依需要选定，可以选用至少2个发动机。
当发动机采用若干电动机时，在水平回转架的转毂4下端与轴承套筒7之间设有碳刷滑环供电组件，通过碳刷滑环供电组件将内燃机等原动力机转换的电能向相应的电动机提供。
如果本发明装置的螺旋桨也借用机翼的升阻比概念，则其升阻比的数值则可视为节能的倍率。
即：K总＝K1×K2
式中：K总----直升机的总升阻比，K1-----螺旋桨的升阻比，K2-----旋翼的升阻比。
显然，设K1为3，则K总＝3K2。