一种共轴反转双旋翼无人直升机的制作方法

本发明属于无人直升机，具体为一种共轴反转双旋翼无人直升机。

背景技术：

1、直升机是一种由旋翼产生升力和推进力而进行飞行的航空器，与固定翼飞机相比，其重要特点在于，直升机可以实现空中悬停。主要有单旋翼直升机和双旋翼直升机两种。单旋翼直升机一般采用尾桨来抵消主旋翼产生的反扭矩。单旋翼带尾桨直升机的一个突出问题是其自身的不稳定性。单旋翼直升机绕旋翼轴的转动惯量很大，一般完全依赖尾桨来平衡反扭矩。尾桨是单旋翼直升机飞行安全的最大挑战，主旋翼失去动力，直升机还可以自旋着陆；但尾桨一旦失去动力，那直升机就要打转转，失去控制。另外，尾桨还耗用相当一部分的发动机动力。双旋翼直升机采用两个反向旋转的旋翼，按其排列方式，可分为纵列式、横列式、交叉式和共轴式四大类型。共轴式双旋翼直升机药基本特征是：两副完全相同的旋翼，一上一下安装在同一根旋翼轴上，两旋翼间有一定间距。两副旋翼的旋转方向相反，它们的反扭矩可以互相抵消。这样，就用不着再装尾桨了。直升机的航向操纵靠上下两旋翼总距的差动变化来完成。共轴式双旋翼直升机主要优点是发动机的全部功率都用来驱动旋翼，空气动力对称，悬停效率高，机械振动小，噪声低。这种直升机可以采用无尾桨的结构，所以也就不需要装长长的尾梁，机身长度也可以大大缩短。

2、共轴式双旋翼直升机的主要缺点是操纵机构复杂。而且由于飞行时前行桨叶和后行桨叶产生的非对称升力，上下旋翼的旋转平面有在侧发生交会造成桨叶碰撞的危险。另外，两副旋翼的废阻面积较大，这样就限制了直升机的最大平飞速度。

3、因此，针对以上现状，迫切需要提供一种共轴反转双旋翼无人直升机，以克服当前实际应用中的不足。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种共轴反转双旋翼无人直升机，有效解决了上述背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种共轴反转双旋翼无人直升机，包括机身，所述机身尾部设置有尾翼，机身底部设置有轮式起落架，且机身上还设置有共轴式转轴，还包括设置于机身上的旋翼系统、操纵系统、传动系统、动力系统以及航电飞控系统，传动系统用于动力系统与共轴式转轴之间的连接；

3、所述旋翼系统包括旋翼桨叶、限位器以及安装于共轴式转轴上的上旋翼桨毂和下旋翼桨毂，所述旋翼桨叶分别安装于上旋翼桨毂和下旋翼桨毂上，所述限位器设置于共轴式转轴顶部；

4、所述操纵系统包括操纵舵机、外部变距拉杆、内部变距拉杆、上旋翼自动倾斜器以及下旋翼自动倾斜器，所述下旋翼自动倾斜器通过两根外部变距拉杆连接至下旋翼桨毂，下旋翼自动倾斜器与上旋翼自动倾斜器之间通过四根等长的外部变距拉杆连接，内部变距拉杆的一端与其中一组操纵舵机连接，内部变距拉杆的另一端贯穿共轴式转轴，并通过摇臂与上旋翼桨毂连接。

5、作为本技术方案的进一步优化，所述动力系统包括发动机、燃油箱、滑油器以及冷却风扇，所述发动机通过板式底座结构的发动机架安装于机身内，燃油箱与发动机之间通过管路连接。

6、作为本技术方案的进一步优化，所述发动机架与机身之间还设置有橡胶减震支座。

7、作为本技术方案的进一步优化，所述传动系统包括减速器、离合器、齿轮传动组件以及皮带传动组件，所述减速器与发动机相连接，所述离合器包括离心式离合器和超越式离合器，皮带传动组件与发动机之间通过离合器相连，皮带传动组件和齿轮传动组件之间通过设置超越式离合器。

8、作为本技术方案的进一步优化，所述机身包括航空合金框架和碳纤维蜂窝蒙皮，所述碳纤维蜂窝蒙皮覆盖于航空合金框架上。

9、作为本技术方案的进一步优化，所述航空合金框架包括机体支柱以及安装于机体支柱上的机体下部框架、减速器下部框架和尾梁。

10、作为本技术方案的进一步优化，所述机体下部框架、减速器下部框架和尾梁通过螺接的形式安装于机体支柱上。

11、作为本技术方案的进一步优化，所述尾翼采用平尾带垂尾的整体式结构。

12、作为本技术方案的进一步优化，所述轮式起落架包括减震撑杆和机轮。

13、作为本技术方案的进一步优化，所述航电飞控系统包括飞控系统、导航系统、舵系统、电源系统以及遥控遥测系统。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用全新的共轴反转双旋翼系统，提供可靠稳定的升力解决方案，利用旋翼系统与操纵系统的配合设置，相比于传统的共轴旋翼柱，在采用半差动式航向操纵时，旋翼桨叶上下挥舞时的幅度会限制在安全范围内，甚至可单独控制上旋翼桨叶的攻角，保证在大机动飞行或高载荷高强度下，旋翼桨叶挥舞时不会相互碰撞，从而避免事故发生。

技术特征：

1.一种共轴反转双旋翼无人直升机，包括无人飞行平台，整机为复材机身，所述机身尾部设置有尾翼，机身底部设置有轮式起落架，且机身上还设置有共轴式转轴，其特征在于，还包括设置于机身上的旋翼系统、操纵系统、传动系统、动力系统以及航电飞控系统（22），传动系统用于动力系统与共轴式转轴之间的连接；

2.根据权利要求1所述的共轴反转双旋翼无人直升机，其特征在于，所述动力系统包括发动机（12）、燃油箱（13）、滑油器（14）以及冷却风扇（15），所述发动机（12）通过板式底座结构的发动机架安装于机身内，燃油箱（13）与发动机（12）之间通过管路连接。

3.根据权利要求2所述的共轴反转双旋翼无人直升机，其特征在于，所述发动机架与机身之间还设置有橡胶减震支座。

4.根据权利要求2所述的共轴反转双旋翼无人直升机，其特征在于，所述传动系统包括减速器（10）、离合器（11）、齿轮传动组件以及皮带传动组件，所述减速器（10）与发动机（12）相连接，所述离合器（11）包括离心式离合器和超越式离合器，皮带传动组件与发动机（12）之间通过离合器（11）相连，皮带传动组件和齿轮传动组件之间通过设置超越式离合器。

5.根据权利要求1所述的共轴反转双旋翼无人直升机，其特征在于，所述机身包括航空合金框架（16）和碳纤维蜂窝蒙皮（17），所述碳纤维蜂窝蒙皮（17）覆盖于航空合金框架（16）上。

6.根据权利要求5所述的共轴反转双旋翼无人直升机，其特征在于，所述航空合金框架（16）包括机体支柱以及安装于机体支柱上的机体下部框架、减速器下部框架和尾梁。

7.根据权利要求6所述的共轴反转双旋翼无人直升机，其特征在于，所述机体下部框架、减速器下部框架和尾梁通过螺接的形式安装于机体支柱上。

8.根据权利要求1所述的共轴反转双旋翼无人直升机，其特征在于，所述尾翼采用平尾（18）带垂尾（19）的整体式结构。

9.根据权利要求1所述的共轴反转双旋翼无人直升机，其特征在于，所述轮式起落架包括减震撑杆（20）和机轮（21）。

10.根据权利要求1所述的共轴反转双旋翼无人直升机，其特征在于，所述航电飞控系统（22）包括飞控系统、导航系统、舵系统、电源系统以及遥控遥测系统。

技术总结本发明涉及无人直升机技术领域，且公开了一种共轴反转双旋翼无人直升机，包括整个无人飞行平台，整机为复材机身，机身尾部设置有尾翼，机身底部设置有轮式起落架，且机身上还设置有共轴式转轴，还包括设置于机身上的旋翼系统、操纵系统、传动系统、动力系统以及航电飞控系统，传动系统用于动力系统与共轴式转轴之间的连接；旋翼系统包括旋翼桨叶、限位器以及安装于共轴式转轴上的上旋翼桨毂和下旋翼桨毂；操纵系统包括操纵舵机、外部变距拉杆、内部变距拉杆、上旋翼自动倾斜器以及下旋翼自动倾斜器；本发明采用半差动式航向操纵，桨叶上下挥舞时的幅度会限制在安全范围内，保证在大机动飞行或高载荷高强度下，桨叶挥舞时不会相互碰撞。技术研发人员：董冉冉,王钊,丁彦军,王超,刘长环受保护的技术使用者：申维航空装备（滨州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18