一种可变直径、变桨叶角的螺旋桨

技术领域

本发明涉及飞机螺旋桨技术领域。

背景技术

垂直起降、固定翼飞行飞机在起飞和降落时总是希望螺旋桨直径尽量大，这样飞机在相同的发动机功率下能获得更大的升力；而垂直起降、固定翼飞行飞机在平飞时则不希望螺旋桨直径过大，否则会造成阻力大、效率低。特别是电动垂直起降飞机，这种愿望更强烈，因为它的电池太重而存储的能量又不多，以至于现有的见诸报道的电动垂直起降飞机载重轻、航程短，难以应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于垂直起降、固定翼飞行飞机的螺旋桨，在起飞和降落时螺旋桨直径变大，类似直升机；在平飞时螺旋桨直径变小，类似固定翼飞机。使用本发明螺旋桨的飞机兼具直升机和固定翼飞机的优点：垂直起降，对场地要求不高，升力大；平飞速度快、航程远。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种适用于垂直起降、固定翼飞行飞机的螺旋桨，包括主轴、下夹板、上夹板、桨叶、桨轴、扭杆、铰链、卡槽、整流罩。

下夹板、上夹板与主轴垂直，固定在主轴上，下夹板、上夹板的中心在主轴的中心线上。下夹板、上夹板之间安装两个桨轴。两个桨轴以主轴为中心对称安装在下夹板、上夹板的边缘。两个桨轴上各安装一个桨叶。主轴转动时，通过下夹板、上夹板带动桨轴、桨叶绕主轴转动。扭杆安装在主轴上，扭杆连接铰链，铰链连接桨叶，转动扭杆，通过铰链带动桨叶绕桨轴转动，由此实现螺旋桨变直径。

桨轴不平行于主轴，桨轴与主轴之间有一个夹角α，当桨叶从最大直径位置转动到最小直径位置时，桨叶角将增加接近2α的角度，由此实现螺旋桨变桨叶角。

附图说明

图1为本发明的可变直径、变桨叶角螺旋桨最大直径时的结构主视示意图；

图2为本发明的可变直径、变桨叶角螺旋桨的无整流罩、无上夹板，最大直径时的结构俯视示意图；

图3为本发明的可变直径、变桨叶角螺旋桨最小直径时主轴横放的结构主视示意图；

图4为本发明的可变直径、变桨叶角螺旋桨的无整流罩、无上夹板，最小直径时的结构俯视示意图；

图5为本发明的可变直径、变桨叶角螺旋桨的主轴、桨轴相互位置的主视示意图；

图6为本发明的可变直径、变桨叶角螺旋桨的主轴、桨轴相互位置的侧视示意图；

图7为本发明的可变直径、变桨叶角螺旋桨的变桨叶角示意图

图8为本发明的可变直径、变桨叶角螺旋桨的变桨叶角示意图

其中，1为主轴，2为下夹板，3为上夹板，4为桨叶，5为铰链，6为整流罩，7为扭杆，8为桨轴，9为卡槽。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例说明。

一种可变直径、变桨叶角的螺旋桨，见图1、图2。包括主轴(1)、下夹板(2)、上夹板(3)、桨叶(4)、桨轴(8)、铰链(5)、整流罩(6)、扭杆(7)、卡槽(9)。

下夹板(2)、上夹板(3)与主轴(1)垂直，固定在主轴(1)上。下夹板(2)、上夹板(3)的中心在主轴(1)中心线上。两个桨轴(8)以主轴(1)为中心，对称安装在下夹板(2)、上夹板(3)的边缘。主轴(1)转动时，通过下夹板(2)、上夹板(3)带动桨轴(8)绕主轴(1)转动。

两个桨轴(8)上各安装一个桨叶(4)，桨叶(4)可绕桨轴(8)转动。

当飞机处于垂直起降状态时，见图1、图2。螺旋桨的主轴(1)垂直于地面，桨叶(4)平行于地面。此时螺旋桨的直径最大。

当飞机处于平飞状态时，见图3。螺旋桨的主轴(1)平行于地面。此时桨叶(4)的位置见图4。此时螺旋桨的直径最小。

当飞机由垂直起飞状态转向平飞状态时、或由平飞状态转向垂直降落状态时，此时螺旋桨处于变直径过程。扭杆(7)安装在主轴(1)上，通过铰链(5)与桨叶(4)连接，扭杆(7)绕主轴(1)转动，带动桨叶(4)绕桨轴(8)转动，从主轴(1)到桨叶(4)的尖部的距离发生变化，由此实现螺旋桨变直径。

螺旋桨变桨叶角示意图见图5、图6、图7、图8。

桨轴(8)不平行于主轴(1)，桨轴(8)与主轴(1)之间有一个夹角α。

由于桨轴(8)与主轴(1)之间有一个夹角α，桨叶(4)绕桨轴(8)转动，当桨叶(4)从最大直径位置转动到最小直径位置时，桨叶角由β增加接近2α的角度，变成β+2α，由此实现螺旋桨变桨叶角。

整流罩(6)安装在上夹板(3)上方，用于减小气流阻力。卡槽(9)安装在下夹板(2)、上夹板(3)之间，用于固定桨叶(4)，同时加固下夹板(2)、上夹板(3)。