一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器

技术领域

本发明涉及到飞行器技术领域，具体涉及到一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器。

背景技术

现在的各种飞行器种类很多，如气球、飞艇、飞机等。它们靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力升空飞行。但这些航空器在使用时各自都有它们的局限性。如飞机要有长长的跑道供其在起飞和降落时滑行，直升飞机则要有长长的尾巴来使其平衡，因而外形庞大。这些飞机基本只能在特定的场合下使用或者商业上运用，不便家庭推广使用。

中国实用新型专利(公开号：CN2590867Y)在2003年公开了一种双螺旋桨直升机，机头和机仓之间用铰链连接，可相对转动，改变转角控制飞机的飞行速度。一螺旋桨通过联轴器直接与发动机连接，另一螺旋桨通过三只圆锥齿轮后与发动机连接。双螺旋桨在工作时产生的反力矩能相互抵消，使悬浮在空中的飞机保持平衡，从而省去了传统直升飞机的长尾。这种直升机能够方便、安全地在一般的屋顶或者平台上起降。但是其动力装置会制约其飞行，如果使用商用飞机的发动机，体积也会较大，制作难度和成本较高，长续航需要携带大量的燃油，增加了自重，使得发动机需要更大的升重比。

另外，现在各大科技公司和民间团体很多都在研发电动飞行器，但是电动飞行器最大的技术瓶颈，升重比或者叫功重比，推重比。始终有两个最大的缺点无法克服：(1)、电动机的启动功率和峰值功率之间的区间窄。造成电动机开机即巅峰后程加速功率无力阈值低。(2)、电动机的电池包有单位质量的储能极限，即使达到了理论储能极限。它与电动机的总质量与产生的升空推力比也还是没有以往的任何老式直升飞机的各种热机引擎和对应的化学燃料的总质量与产生的升空推力比高。所以未来的飞行器在使用引擎方面走线圈电动机是错误的歧途。最安全最经济长续航大载重的还是得使用化学燃料的热机做引擎。

随着新能源技术的发展，氢能被较多的开发使用，市面上也出现了很多氢能源发动机，利用氢气燃烧产生的巨大能力推动活塞做功，实现驱动，在满足清洁能源利用的同时，也能够大幅降低燃料携带的重量。但是现有的氢燃料发动机由于活塞和气缸的结构限制，很少有水平布置的气缸结构，多是采用竖向布置的气缸，由于氢气的逃逸性较强，竖向的气缸不利于氢燃料的使用；而且现有的活塞中需要使用到大量的润滑油，在高温下很容易与氢气燃烧产生的水气结合发生乳化现象，从而影响润滑效果和活塞运动效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器，包括机体，所述机体内分隔设置有动力室和乘坐室，所述动力室内安装有氢燃料内燃机，所述氢燃料内燃机内安装有水平星形布置的气缸，所述气缸内设有自润滑辊子活塞，所述氢燃料内燃机的输出端通过驱动轴连接有同轴双向螺旋桨，所述同轴双向螺旋桨包括与所述驱动轴连接的主旋转轴，所述主旋转轴的上方套设有外旋转轴，所述主旋转轴和所述外旋转轴同轴设置并共同连接有换向驱动组件，所述换向驱动组件安装在所述机体内，所述外旋转轴向上伸出所述机体并连接有第一螺旋桨，所述主旋转轴的上方伸出所述外旋转轴并连接有第二螺旋桨；

所述乘坐室内设有安全座椅，所述安全座椅柔性的可浮动的设置在所述机体内；所述机体的两侧设有机翼、后方设有尾翼，所述机体的下方设有机架，所述机体的正面设有可视化仓门。

本飞行器外形结构简单紧凑，适合低空飞行，通过采用氢燃料内燃机作为动力驱动，具有较长的续航里程，而且能够提供足够的上升推力，整体的升重比较好控制，配合所述同轴双向螺旋桨的使用，能够竖直升降，便于在小型平台上起飞和降落。

采用水平星形布置的气缸，配合所述自润滑辊子活塞的使用，适合做长冲程设计，也能够进行水平布置，气缸的效率得到了提高、耗功得到了减少，采用同样的缸数能够获取更大的动力输出，配合氢燃料的使用，使得本氢燃料内燃机即使三缸也具有很好的输出功率，而且稳定性较高，能够驱动所述同轴双向螺旋桨转动，升起飞行器。

将这些动力装置设置在动力室，并与所述乘坐室分隔开，能够提升乘坐的舒适性和安全性。本飞行器所运用的一种场景是未来城市化的交通，本飞行器能够在建筑间穿梭和飞行，不需要做高空飞行。

所述自润滑辊子活塞的使用可以减少甚至不使用润滑油，使其依靠自身的低摩擦力性能直接在气缸内做往复运动，活塞与气缸之间也不是面接触，整体摩擦力更小；这样设置的好处除了能够减少能量损失，提升效率，也避免了氢燃料燃烧产生的水气与润滑油在高温下发送乳化的现象，以免使用润滑油造成高温润滑不畅。

所述同轴双向螺旋桨的设置，能够通过同一套驱动系统同时驱动所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨旋转，为飞行器提供升力，通常情形下，飞行器从静止到上升起飞的动力需求较大，而在正常直线飞行时，动力需要会减少；本飞行器在正常直线飞行时，能够利用一对所述机翼保持整体的姿态，并减少动力的消耗。

进一步的，所述换向驱动组件包括齿轮架，以及设置在所述齿轮架中的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮平行同轴设置，所述第一齿轮套设连接在所述外旋转轴上，所述第二齿轮套设连接在所述主旋转轴上，所述第一齿轮与所述第三齿轮啮合连接并通过齿轮轴转动连接在所述齿轮架上，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合连接也通过齿轮轴转动连接在所述齿轮架上，所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合连接。

通过所述换向组件的设置，能够让所述主旋转轴的旋转通过齿轮传导到所述外旋转轴上，使得所述外旋转轴和主旋转轴能够同轴旋转，通过选取这些齿轮的模数、齿数和齿型啮合方向，就能够实现正反方向、差速、同速等多种形式的旋转。

进一步的，所述齿轮架包括与所述机体连接的三角形的安装板，以及与所述安装板平行的三根连接杆，所述外旋转轴转动的设置在所述安装板的一个角，两个所述齿轮轴分别转动设置在所述安装板的另两角；三根所述连接杆围成三角形结构，其中一角与所述主旋转轴转动连接、另两角分别连接所述齿轮轴。

所述安装板的设置，便于连接这些齿轮，并能够方便的将齿轮架安装在机体内，这些齿轮分布在三角形的三个角，结合类似于三角形结构的安装板，连接稳定性较高；下方设置的三根所述连接杆能够进一步连接这些轴，也能够提升连接的稳定性。

进一步的，所述第三齿轮靠上设置且厚度小于所述第一齿轮的厚度与第一齿轮和所述第二齿轮之间的间距之和，所述第四齿轮靠下设置且厚度小于所述第二齿轮的厚度与第一齿轮和所述第二齿轮之间的间距之和。通过齿轮的厚度差，能够让这些齿轮相对紧凑的安装在同一个齿轮架中，保证不啮合的齿轮不会有接触。

进一步的，所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨叶片分别为中心对称设置的三片，所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨的叶片错开设置且旋转方向相反。

进一步的，所述气缸为长冲程气缸，所述气缸为中心对称设置的三个，即所述氢燃料内燃机为水平星形布置的三缸结构，所述氢燃料内燃机的曲轴设置在中部，所述曲轴上分别通过连杆连接相应的所述自润滑辊子活塞。

进一步的，所述自润滑辊子活塞包括活塞芯本体，所述活塞芯本体的外周上设有多圈滚动层，每圈所述滚动层分别包含有开设在所述活塞芯本体上的若干滚动槽，每圈所述滚动槽至少为中心对称设置的六个，相邻圈的所述滚动槽周向的错开设置，每个所述滚动槽的两侧还分别对称的设有轴杆槽；每个所述滚动槽中分别安装有滚动组件，所述滚动组件包括中心轴，以及可转动套设在所述中心轴上的自润滑辊子，所述中心轴的两端分别卡合安装在所述轴杆槽内并与所述轴杆槽之间设有膨胀垫片；

所述活塞芯本体的外周还设有外环和若干内环，所述外环和所述内环用于卡合安装每圈的所述滚动组件，所述自润滑辊子的滚动面分别露出所述外环和所述内环封装的外周面；所述活塞芯本体的两端分别设有用于封装的盖板，所述活塞芯本体的端部还设有用于连接连杆的基座，所述基座的连接部分穿过并露出所述盖板。

所述自润滑辊子活塞具有更好的往复直线运动性能，摩擦阻力更小，耗功少，也无需添加润滑油，通过辊子组件的自润滑实现运动，而且气密性和稳定性明显好于现有滚动式活塞。

多圈所述滚动层的设置，一方面能够提升活塞芯本体的往复运动的稳定性，另一方面配合多圈错开的设置，能够起到密封作用，虽然相邻的所述滚动组件之间具有周向的间隙，但是从外周的轴向看，错开的结构具有阻挡作用，避免整条贯穿缺口的出现，多圈之间形成了整体的一个密封结构。对于本滚动组件形成的密封结构，滚动组件之间是具有间隙的，气体虽然能够通过，但是对于内燃机急剧膨胀的气体来说，这些气体还来不及溢出，基本不会对活塞做功有实质影响。

所述滚动槽和所述外环、内环上的槽口配合形成容纳所述滚动组件的空间，使得所述自润滑辊子在所述中心轴的连接支撑下自由转动，所述自润滑辊子外周露出的部分非常小，小到几毫米甚至零点几毫米，使其能够沿缸内壁滚动又不会有明显间隙；所述轴杆槽和卡合槽的配合能够卡合固定所述中心轴，在所述轴杆槽内设置所述膨胀垫片，能够为所述中心轴提供推力，在高速的往复运动过程中，能够让所述自润滑辊子的外表面始终抵接缸内壁，能够补偿随着温度升高槽体膨胀带来的增量变形空间，所述中心轴的固定始终稳定和牢靠。

所述内环和所述外环的设置用于封装这些滚动组件，并形成各自的安装空间，这样的可拆卸结构，便于装卸；所述盖板的设置能够将所有部件封装在所述活塞芯本体上。

所述基座直接设置在所述活塞芯本体的端部即可，而且连接部分直接伸出与连杆连接；这样的设置完全不同于现有活塞与连杆之间通过活塞销，以及将活塞销设置在活塞内的连接结构；由于采用了自润滑滚动的移动形式，本活塞则能够让连接连杆的基座设置在端部，这样的好处是便于连杆的连接装配，也能够让本活塞做长冲程运动，对于同样的气缸来说，本活塞的行程更长，能够克服往复的惯性应力，往复运动的损耗更小。

进一步的，所述自润滑辊子包括辊子本体，以及设置在所述辊子本体内周的若干可转动的氮化硅滚珠，所述辊子本体为碳化物硬质合金材料，通过多次烧结的工艺成型，连同所述氮化硅滚珠形成一体式完整结构，所述中心轴贯穿所述辊子本体并与所述氮化硅滚珠抵接。

所述自润滑辊子通过氮化硅滚珠作为滚动部件，具有非常低的摩擦系数，能够达到自润滑的效果；所述辊子本体采用碳化物硬质合金材料，具有非常好的耐磨性能，而且能够通过烧结成型的工艺制作，这样就能够让氮化硅滚珠包裹在里面，并整体形成完整结构。

所述辊子本体采用碳化物硬质合金材料包括碳化钴、碳化钨、钴合金、钨合金等粉末，这些合金粉末中还含有钛、铬、镍、RE等元素的一种或者多种。比如以高硬度难熔金属碳化物(WC、TiC)微米粉末为主要成分，以钴(Co)或镍(Ni)、钼(Mo)为结合剂，在真空炉或氢还原炉中烧结而成的粉末冶金辊子。

进一步的，所述辊子本体内设有容纳所述氮化硅滚珠的滚珠槽，所述滚珠槽内还设有保持所述氮化硅滚珠的保持架，所述保持架也为金属陶瓷材料烧结得到，所述保持架的主要成分为氮化硅和/或氮化钛，并含有铜、铝、钴、镍、钼等元素和交联剂。

比如所述自润滑辊子通过上下对称分型的方式分别烧结，在烧结模具中设有型芯，使得烧结出的半边自润滑辊子的中部成型出轴向的中心轴孔，还有对称的半圆形槽；另外通过粉末冶金的方式成型出滚珠保持架，所述滚珠保持架整体为环形，所述滚珠保持架内等间距间隔的设置有滚珠槽；随后将成型的氮化硅滚珠逐一的装配到所述滚珠保持架中的滚珠槽内，并将所述滚珠保持架安装在所述自润滑辊子中的半圆形槽中，同时穿设装配上所述中心轴；将上下两个半边的自润滑辊子合并，继续在两者的接触面及周部添加粉末进行烧结粘合，形成完整结构，最后将外周接缝处打磨光滑。

通过这样的多次烧结工艺，通过将氮化硅滚珠嵌入到所述滚珠保持架中，再将所述滚珠保持架装配到所述自润滑辊子的内周中，所述滚珠保持架能够让所述氮化硅滚珠在相应的槽内滚动，稳定性更好，从而使得所述自润滑辊子转动的稳定性更高。

进一步的，所述自润滑辊子的外周为鼓形，中部的径向尺寸大于两端的径向尺寸，这样的结构便于滚动，且滚阻较小；所述中心轴的中部加工为圆形，两端为尺寸小于中部的多边形，多边形的端部能够较稳定的卡合在槽内，不会自转和晃动。

进一步的，所述轴杆槽为矩形槽，所述中心轴的端部为矩形结构，所述膨胀垫片只垫设在所述矩形槽内并与所述矩形槽的形状相适配；所述膨胀垫片的膨胀系数至少为20％，且耐500～1200度的高温。所述膨胀垫片为膨胀系数较高的金属材料或者合金材料，只在所述轴杆槽内设置所述膨胀垫片，这样是为了形成向外的膨胀推力。

进一步的，所述机翼为可折叠结构，通过折叠组件连接并控制折叠；或者所述机体的两侧设有收纳室，所述机翼通过滑移或伸缩的方式在非飞行状态下收纳在所述收纳室内；所述安全座椅的底部通过多个可伸缩的支腿安装在所述机体的内部，所述安全座椅的上方分别通过若干弹性缓冲装置与所述机体的内部吊拉连接。

将所述机翼设置为在可折叠或者可收纳的结构，让其在降落后能够收起机翼，减少外部空间占用，让其能够适合家用。通过这种结构安装的安全座椅，具有非常好的减震效果，在距离颠簸和碰撞过程中，能够缓冲吊大部分的冲击力，安全性更好。

本飞行器的控制姿态至少有三种控制方式：通过对螺旋桨角度的控制，可以改变其空中姿态；通过机翼的角度控制，由于机翼为可折叠的，其角度可以调节，从而改变飞行器的空中姿态；通过在飞行器尾部增加尾翼，尾翼的角度变化也可以调整机身的姿态。机翼角度的折叠方向可以为上下，也可以为前后。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本飞行器外形结构简单紧凑，适合低空飞行，通过采用氢燃料内燃机作为动力驱动，具有较长的续航里程，而且能够提供足够的上升推力，整体的升重比较好控制，配合所述同轴双向螺旋桨的使用，能够竖直升降，便于在小型平台上起飞和降落；2、采用水平星形布置的气缸，配合所述自润滑辊子活塞的使用，适合做长冲程设计，也能够进行水平布置，气缸的效率得到了提高、耗功得到了减少，能够驱动所述同轴双向螺旋桨转动，升起飞行器；3、所述自润滑辊子活塞的使用可以不使用润滑油，使其依靠自身的低摩擦力性能直接在气缸内做往复运动，活塞与气缸之间也不是面接触，整体摩擦力更小；这样设置的好处除了能够减少能量损失，提升效率，也避免了氢燃料燃烧产生的水气与润滑油在高温下发送乳化的现象，以免使用润滑油造成高温润滑不畅；4、所述同轴双向螺旋桨的设置，能够通过同一套驱动系统同时驱动所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨旋转，为飞行器提供升力，本飞行器在正常直线飞行时，能够利用一对所述机翼保持整体的姿态，并减少动力的消耗。

附图说明

图1为本发明一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器的整体示意图；

图2为本发明一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器的动力系统连接示意图；

图3为本发明双螺旋桨飞行器的换向驱动组件的俯视示意图；

图4为本发明双螺旋桨飞行器的换向驱动组件的仰视示意图；

图5为图3中A-A截面示意图；

图6为图3中B-B截面示意图；

图7为本发明双螺旋桨飞行器的三缸内燃机布置示意图；

图8为本发明氢燃料内燃机中自润滑辊子活塞的立体结构示意图；

图9为本发明自润滑辊子活塞的活塞芯本体的立体结构示意图；

图10为本发明氢燃料内燃机中自润滑辊子活塞的剖面结构示意图；

图11为本发明自润滑辊子活塞的外环的立体结构示意图；

图12为本发明自润滑辊子活塞中自润滑辊子装配局部剖视示意图；

图13为本发明自润滑辊子的截面结构示意图；

图14为本发明自润滑辊子对半分型的结构示意图；

图15为本发明双螺旋桨飞行器的安全座椅的安装结构示意图；

图16为本发明双螺旋桨飞行器的机翼折叠的结构示意图；

图中：1、机体；2、主旋转轴；3、外旋转轴；4、第二螺旋桨；5、第一螺旋桨；6、机翼；7、机架；8、尾翼；9、氢燃料内燃机；10、齿轮架；1001、安装板；1002、连接杆；11、第一齿轮；12、第二齿轮；13、第三齿轮；14、第四齿轮；15、齿轮轴；16、气缸；17、自润滑辊子活塞；18、连杆；19、转柄；20、曲轴；21、活塞芯本体；2101、上模芯；2102、中模芯；2103、下模芯；22、滚动槽；23、轴杆槽；24、滚动组件；2401、中心轴；2402、自润滑辊子(金属陶瓷辊子)；2403、氮化硅滚珠；25、外环；26、内环；27、槽口；28、卡合槽；29、封装槽；30、内盖板；31、外盖板；32、基座；33、基座安装槽；34、滚珠槽；35、中心轴槽；36、安全座椅；37、支腿；38、弹性缓冲装置；39、折叠组件。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

如图1～图7所示，一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器，包括蛋形的机体1，所述机体1内分隔设置有动力室和乘坐室，所述动力室内安装有氢燃料内燃机9，所述氢燃料内燃机9内安装有水平星形布置的气缸16，所述气缸16内设有自润滑辊子活塞17，所述氢燃料内燃机9的输出端通过驱动轴连接有同轴双向螺旋桨，所述同轴双向螺旋桨包括与所述驱动轴连接的主旋转轴2，所述主旋转轴2的上方套设有外旋转轴3，所述主旋转轴2和所述外旋转轴3同轴设置并共同连接有换向驱动组件，所述换向驱动组件安装在所述机体1内，所述外旋转轴3向上伸出所述机体并连接有第一螺旋桨5，所述主旋转轴2的上方伸出所述外旋转轴3并连接有第二螺旋桨4；

所述乘坐室内设有安全座椅，所述安全座椅柔性的可浮动的设置在所述机体1内；所述机体1的两侧还设有机翼6、后方设有尾翼8、后部设有可调节的尾翼，所述机体1的下方设有机架7，所述机体1的正面设有可视化的仓门。

本飞行器外形结构简单紧凑，适合低空飞行，通过采用氢燃料内燃机9作为动力驱动，具有较长的续航里程，而且能够提供足够的上升推力，整体的升重比较好控制，配合所述同轴双向螺旋桨的使用，能够竖直升降，便于在小型平台上起飞和降落。

采用水平星形布置的气缸16，配合所述自润滑辊子活塞17的使用，适合做长冲程设计，也能够进行水平布置，气缸16的效率得到了提高、耗功得到了减少，采用同样的缸数能够获取更大的动力输出，配合氢燃料的使用，使得本氢燃料内燃机即使三缸也具有很好的输出功率，而且稳定性较高，能够驱动所述同轴双向螺旋桨转动，升起飞行器。

将这些动力装置设置在动力室，并与所述乘坐室分隔开，能够提升乘坐的舒适性和安全性。本飞行器所运用的一种场景是城市化的交通，本飞行器能够在建筑间穿梭和飞行，不需要做高空飞行。

所述自润滑辊子活塞17的使用可以减少甚至不使用润滑油，使其依靠自身的低摩擦力性能直接在气缸内做往复运动，活塞与气缸之间也不是面接触，整体摩擦力更小；这样设置的好处除了能够减少能量损失，提升效率，也避免了氢燃料燃烧产生的水气与润滑油在高温下发送乳化的现象，以免使用润滑油造成高温润滑不畅。

所述同轴双向螺旋桨的设置，能够通过同一套驱动系统同时驱动所述第一螺旋桨5和所述第二螺旋桨4旋转，为飞行器提供升力，通常情形下，飞行器从静止到上升起飞的动力需求较大，而在正常直线飞行时，动力需要会减少；本飞行器在正常直线飞行时，能够利用一对所述机翼保持整体的姿态，并减少动力的消耗。

进一步的，所述换向驱动组件包括齿轮架10，以及设置在所述齿轮架10中的第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮13和第四齿轮14，所述第一齿轮11与所述第二齿轮12平行同轴设置，所述第一齿轮11套设连接在所述外旋转轴3上，所述第二齿轮12套设连接在所述主旋转轴2上，所述第一齿轮11与所述第三齿轮13啮合连接并通过齿轮轴15转动连接在所述齿轮架10上，所述第三齿轮13与所述第四齿轮14啮合连接也通过齿轮轴15转动连接在所述齿轮架10上，所述第四齿轮14与所述第二齿轮12啮合连接。

通过所述换向组件的设置，能够让所述主旋转轴2的旋转通过齿轮传导到所述外旋转轴3上，使得所述外旋转轴3和主旋转轴2能够同轴旋转，通过选取这些齿轮的模数、齿数和齿型啮合方向，就能够实现正反方向、差速、同速等多种形式的旋转。

进一步的，所述齿轮架10包括与所述机体1连接的三角形的安装板1001，以及与所述安装板1001平行的相互连接的三根连接杆1002，所述外旋转轴3转动的设置在所述安装板1001的一个角，两个所述齿轮轴15分别转动设置在所述安装板1001的另两角；三根所述连接杆1002围成三角形结构，其中一角与所述主旋转轴2转动连接、另两角分别连接所述齿轮轴15。

所述安装板1001的设置，便于连接这些齿轮，并能够方便的将齿轮架安装在机体内，这些齿轮分布在三角形的三个角，结合类似于三角形结构的安装板，连接稳定性较高；下方设置的三根所述连接杆能够进一步连接这些轴，也能够提升连接的稳定性。

进一步的，所述第三齿轮13靠上设置且厚度小于所述第一齿轮11的厚度与第一齿轮11和所述第二齿轮12之间的间距之和，所述第四齿轮14靠下设置且厚度小于所述第二齿轮12的厚度与第一齿轮11和所述第二齿轮12之间的间距之和。通过齿轮的厚度差，能够让这些齿轮相对紧凑的安装在同一个齿轮架中，保证不啮合的齿轮不会有接触。

进一步的，所述第一螺旋桨5和所述第二螺旋桨4的叶片分别为中心对称设置的三片，所述第一螺旋桨5和所述第二螺旋桨4的叶片错开设置且旋转方向相反。

进一步的，所述气缸16为长冲程气缸，所述气缸16为中心对称设置的三个，即所述氢燃料内燃机为水平星形布置的三缸结构，所述氢燃料内燃机9的曲轴20设置在中部，所述曲轴20上分别通过连杆18、转柄19等部件连接相应的所述自润滑辊子活塞。

对于星型内燃机来说，气缸的数量通常都为奇数个，一般情况下，需要越大的功率，可以通过增加气缸数量来实现，但是气缸数量的增加并不会减少能耗，反而会增加能量的损耗；比如对于两个气缸(S1+S1)和单个气缸(S2)，若两者的截面积相同(S1+S1＝S2)，通过换算可知两个气缸中两个活塞的总周长是明显大于单个气缸中单个活塞的周长，两个活塞的摩擦接触面积会明显大于单个活塞的摩擦接触面积，假设其它条件基本相同，可以计算出气缸数量减少一半，活塞外周的摩擦接触面能够减少将近30％。

通过本申请这种活塞结构的布置，进一步降低了活塞的摩擦损耗，即使其为三缸星型内燃机，但是其输出功率会很高。

实施例二：

本实施例提供了一种自润滑辊子活塞的具体结构。

如图8～图12，所述自润滑辊子活塞包括活塞芯本体21，所述活塞芯本体21的外周上设有三圈滚动层，每圈所述滚动层分别包含有开设在所述活塞芯本体21上的若干滚动槽22，每圈所述滚动槽22为中心对称设置的八个，相邻圈的所述滚动槽22周向的错开设置，每个所述滚动槽22的两侧还分别对称的设有轴杆槽23；每个所述滚动槽22中分别安装有滚动组件24，所述滚动组件24包括中心轴2401，以及可转动套设在所述中心轴2401上的自润滑辊子2402，所述中心轴2401的两端分别卡合安装在所述轴杆槽23内并与所述轴杆槽23之间设有膨胀垫片；

所述活塞芯本体21的外周还设有外环25和若干内环26，所述外环25和所述内环26用于卡合安装每圈的所述滚动组件24，所述自润滑辊子2402的滚动面分别露出所述外环25和所述内环26封装的外周面；所述活塞芯本体21的两端分别设有用于封装的盖板(包括设置在两端的内盖板30和外盖板31)，所述活塞芯本体21的端部还设有用于连接连杆的基座32，所述基座32的连接部分穿过并露出所述外盖板31。

所述自润滑辊子活塞具有更好的往复直线运动性能，摩擦阻力更小，耗功少，也无需添加润滑油，通过辊滚动组件24的自润滑实现运动，而且气密性和稳定性明显好于现有滚动式活塞。

多圈所述滚动层的设置，一方面能够提升活塞芯本体21的往复运动的稳定性，另一方面配合多圈错开的设置，能够起到密封作用，虽然相邻的所述滚动组件24之间具有周向的间隙，但是从外周的轴向看，错开的结构具有阻挡作用，避免整条贯穿缺口的出现，多圈之间形成了整体的一个密封结构。对于本滚动组件形成的密封结构，滚动组件24之间是具有间隙的，气体虽然能够通过，但是对于内燃机急剧膨胀的气体来说，这些气体还来不及溢出，基本不会对活塞做功有实质影响。

所述滚动槽22和所述外环25、内环26上的槽口27配合形成容纳所述滚动组件24的空间，使得所述自润滑辊子2402在所述中心轴2401的连接支撑下自由转动，所述自润滑辊子2402外周露出的部分非常小，小到几毫米甚至零点几毫米，使其能够沿缸内壁滚动又不会有明显间隙；所述轴杆槽23和卡合槽28的配合能够卡合固定所述中心轴2401，在所述轴杆槽23内设置所述膨胀垫片，能够为所述中心轴提供推力，在高速的往复运动过程中，能够让所述自润滑辊子的外表面始终抵接缸内壁，能够补偿随着温度升高槽体膨胀带来的增量变形空间，所述中心轴的固定始终稳定和牢靠。

所述内环26和所述外环25的设置用于封装这些滚动组件24，并形成各自的安装空间，这样的可拆卸结构，便于装卸；所述盖板的设置能够将所有部件封装在所述活塞芯本体上。

所述基座32直接设置在所述活塞芯本体21的端部即可，而且连接部分直接伸出与连杆连接；这样的设置完全不同于现有活塞与连杆之间通过活塞销，以及将活塞销设置在活塞内的连接结构；由于采用了自润滑滚动的移动形式，本活塞则能够让连接连杆的基座32设置在端部，这样的好处是便于连杆的连接装配，也能够让本活塞做长冲程运动，对于同样的气缸来说，本活塞的行程更长，能够克服往复的惯性应力，往复运动的损耗更小。

进一步的，所述自润滑辊子2402包括辊子本体，以及设置在所述辊子本体内周的若干可转动的氮化硅滚珠2403，所述辊子本体为碳化物硬质合金材料，通过多次烧结的工艺成型，连同所述氮化硅滚珠2403形成一体式完整结构，所述中心轴2401贯穿所述辊子本体并与所述氮化硅滚珠抵接。

所述自润滑辊子2402通过氮化硅滚珠作为滚动部件，具有非常低的摩擦系数，能够达到自润滑的效果；所述辊子本体采用碳化物硬质合金材料，具有非常好的耐磨性能，而且能够通过烧结成型的工艺制作，这样就能够让氮化硅滚珠包裹在里面，并整体形成完整结构。

所述辊子本体采用碳化物硬质合金材料包括碳化钴、碳化钨、钴合金、钨合金等粉末，这些合金粉末中还含有钛、铬、镍、RE等元素的一种或者多种。比如以高硬度难熔金属碳化物(WC、TiC)微米粉末为主要成分，以钴(Co)或镍(Ni)、钼(Mo)为结合剂，在真空炉或氢还原炉中烧结而成的粉末冶金辊子。

进一步的，所述辊子本体内设有容纳所述氮化硅滚珠2403的滚珠槽，所述滚珠槽内还设有保持所述氮化硅滚珠2403的保持架，所述保持架也为金属陶瓷材料烧结得到，所述保持架的主要成分为氮化硅和/或氮化钛，并含有铜、铝、钴、镍、钼等元素和交联剂。

进一步的，所述轴杆槽23为矩形槽，所述中心轴2401的端部为矩形结构，所述膨胀垫片只垫设在所述矩形槽内并与所述矩形槽的形状相适配；所述膨胀垫片的膨胀系数至少为20％，且耐500度以上的高温。所述膨胀垫片为膨胀系数较高的金属材料或者合金材料，只在所述轴杆槽内设置所述膨胀垫片，这样是为了形成向外的膨胀推力。

实施例三：

本实施例提供了所述滚动组件的一种烧结制作方法。

如图13和图14所示，所述自润滑辊子2402通过上下对称分型的方式分别烧结，在烧结模具中设有芯子，使得烧结出的半边自润滑辊子2402的中部成型出轴向的中心轴槽35，还有对称的半边滚珠槽34，成型后通过滚珠槽34将氮化硅滚珠2403压入所述自润滑辊子2402中，并装配上所述中心轴2401；将上下两个半边的自润滑辊子合并，继续在两者的接触面及周部添加粉末进行烧结粘合，形成完整结构，最后将外周接缝处打磨光滑。

通过这样的多次烧结工艺，通过将氮化硅滚珠嵌入到所述自润滑辊子的内周中，并且能够在里面只有转动，从而使得所述自润滑辊子能够转动。

实施例四：

本实施例提供了一种机翼和座椅的结构。

如图15和16所示，所述机翼6为可折叠结构，通过折叠组件39连接并控制折叠，所述折叠组件39为伸缩杆连接的多连杆铰接结构，能够让所述机翼6折叠；所述安全座椅36的底部通过多个可伸缩的支腿37安装在所述机体1的内部，所述安全座椅36的上方分别通过若干弹性缓冲装置38与所述机体1的内部吊拉连接，所述支腿37为减震支腿，所述弹性缓冲装置38为弹簧悬挂结构。

将所述机翼6设置为在可折叠的结构，让其在降落后能够收起机翼，减少外部空间占用，让其能够适合家用。通过这种结构安装的安全座椅36，具有非常好的减震效果，在距离颠簸和碰撞过程中，能够缓冲吊大部分的冲击力，安全性更好。

在正反转双螺旋桨飞行器上设置所述机翼6和尾翼8，有助于其进行水平飞行，所述机翼6和所述尾翼8的摆动角度和俯仰角度均能够通过自动化的调节装置进行控制，有利于维持适合飞行器飞行的姿态，保持机体平稳。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。