阅读说明：本技术 助推式三栖共轴双旋翼直升飞车 (Boosting triphibian coaxial double-rotor wing vertical lift aerobat ) 是由 石家智 石峰 于 2018-07-22 设计创作，主要内容包括：助推式三栖共轴双旋翼直升飞车是一种可以在地面、海面和空中运行或悬停的飞车。主要由车身系统、发动机系统、助落伞系统、共轴双旋翼系统、燃油箱、电气电子灯光仪表控制系统、偶合器系统、分动器系统、转向系统、传动系统、螺旋桨系统、制动系统、行驶系统、作战系统和综合系统等组成。直升飞车视情况自由选择地面、海面或空中运行。一般采用单台发动机,旋翼为双旋翼正反转,可自动旋叠。高速飞行时,采用助推涡扇发动机。发动机发生故障时,打开助落伞使其安全着落,也可以采用主副发动机。本发明是一种安全性好、速度快、造价低、机动性好,适用于抢险救灾、部队作战、边防巡逻、公安执勤、森林防火,政府、企业和个人等交通工具,应用十分广泛。(The boosting triphibian coaxial double-rotor wing vertical lift flying vehicle is one capable of running on ground, sea and in the air or hovering. The system mainly comprises a vehicle body system, an engine system, a parachute-falling assisting system, a coaxial double-rotor system, a fuel tank, an electric electronic light instrument control system, a coupler system, a transfer case system, a steering system, a transmission system, a propeller system, a brake system, a running system, a combat system, a comprehensive system and the like. The helicopter can freely select ground, sea or air operation according to the situation. Generally, a single engine is adopted, and the rotor wings rotate forwards and reversely for double rotor wings and can be automatically folded in a rotating mode. And when flying at high speed, a boosting turbofan engine is adopted. When the engine has a fault, the landing aid umbrella is opened to safely land, and a main engine and an auxiliary engine can also be adopted. The invention has the advantages of good safety, high speed, low manufacturing cost and good maneuverability, is suitable for vehicles such as rescue and relief work, army combat, frontier patrol, public security duty, forest fire prevention, government, enterprises, individuals and the like, and has very wide application.)

助推式三栖共轴双旋翼直升飞车

技术领域

本发明涉及一种具有在陆地、海面、空中三栖运行的可垂直升降的飞行器，特别涉及一种以涡扇或风扇发动机为辅助动力的助推式共轴双旋翼直升飞车。本发明的目的在于系统的提供一种具有助推功能的陆海空三栖共轴双旋翼直升飞车，并可根据运行环境及要求迅速变换运行模式和状态。

背景技术

目前人类社会主要运输工具有陆地上行驶的汽车、火车；水面上运行的水陆两栖车辆、船舶和空中运行的飞行器。助推式陆海空三栖共轴双旋翼直升飞车，可以在任意交通空间及环境下运行。特别在军事登岛作战，为了规避空中雷达的监视，可从水面上航行。登陆后，在道路上行驶，遇到障碍物时，像直升机垂直升降飞行，还可在原地悬停。对于远距离目标，为了快速达到目的地，启动尾部助推式涡扇发动机。可提高直升飞车数倍的水平飞行速度。助推式共轴双旋翼直升飞车在执行军事任务时，可安装雷达、机关枪、激光武器、电子武器、小微型导弹等。

助推式陆海空三栖共轴双旋翼直升飞车不仅适用民用：抗击地震、洪灾、雪灾、海难、火山、抢险救灾等应急预案、地质勘测、邮电传递、紧急救援、森林防火、医疗卫生、气象探测、海洋监测、遥感测绘、禁毒缉私、空中观光、飞播造林、防止虫害、航空体育、航空测量、科学考察、海上石油开发、高压输电线路和输油管道的巡查，以及沙漠、沼泽、海面、岛屿、山区交通不便地区的野外作业、运输、旅游；政府机关、企事业单位、家庭和个人等交通工具。而且适用军用：部队作战、高空侦察、目标追踪、边防巡逻、公安执勤等。该直升飞车安全性好、速度快、结构紧凑、造价低、机动性好，可垂直升降、飞行、空中停留、地面行驶、水面上航行。不需要跑道和机场，可以在道路、田野、沼泽、沙漠、水面、屋顶和大院内起落。是21世纪理想的交通工具，是现代和未来普通百姓的空中私家车。发明专利号：ZL961166126专利简述了直升飞车的一般结构，并未涉及到助推式和陆海空三栖运行以及武器装备的构造方案及其应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

助推式陆海空三栖共轴双旋翼直升飞车由车身系统、助推发动机系统、动力系统、传动系统、转向系统、行驶系统、制动系统、共轴双旋翼系统、螺旋桨系统、电气电子仪表灯光信号控制系统、空调系统、作战系统和助落伞系统、油箱、综合系统等组成。

车身系统主要功能是承载驾驶人员和定位各系统的装置。由车身、尾翼、座位等组成。车身为主梁式铝合金或碳纤维结构，陆空型驾驶室底部水平式全封闭。如图13所示。陆海空型驾驶室底部船舶弧形式全封闭。如图14、图15所示。

动力系统主要功能是产生动力。由单发动机或主发动机和辅助发动机、水平助推涡扇或风扇发动机组成。发动机均为四行程汽油发动机，单发动机用于陆地行驶、水面航行和空中飞行。主发动机也可以采用涡轴发动机，主发动机主要用于直升飞车正常飞行。辅助发动机主要用于陆地上行驶、水面上航行和空中飞行，在主发动机出现故障时，辅助发动机可以迅速替代主发动机飞行。助推式涡扇发动机主要用于直升飞车高速水平飞行。

传动系统主要功能是将动力传递给车轮、螺旋桨、旋翼。有路面行使传动、水面航行传动、空中飞行传动三种形式。

1、路面行使传动系统主要有偶合器或辅助偶合器、前传动轴、万向节、分动器、后传动轴及万向节、后桥传动系统(包括：减速器，差速器及半轴)、车轮组成。

2、水面航行传动系统主要有(1)偶合器、前传动轴、万向节、分动器、螺旋桨传动轴、螺旋桨组成。(2)辅助偶合器、前传动轴、万向节、分动器、后传动轴、后桥系统、车轮旋水器组成。(3)辅助偶合器、前传动轴、万向节、分动器、螺旋桨传动轴、螺旋桨系统等组成

3、空中飞行传动系统主要有(1)偶合器、前传动轴、万向节、分动器、旋翼传动系统、旋翼系统组成。(2)主偶合器、主传动系统、旋翼传动系统、旋翼系统等组成。(3)辅助偶合器、前传动轴、万向节、分动器、过桥齿轮副、主传动系统、旋翼传动系统、旋翼系统组成。

转向系统主要功能是控制直升飞车的运动方向，包括地面上行驶、水面上航行和空中飞行。主要由转向器、横拉杆、直拉杆、转向角、旋翼系统、尾翼、船舵等组成。

行驶系统主要功能是通过车轮旋转，使车辆在道路上平行移动。主要由前桥、后桥、前轮、后轮等组成。

制动系统主要功能是控制直升飞车的行使、航行或飞行速度，减速或停止。由脚踏液压制动器、手制动器、分动器、油门组成。

(1)脚踏液压制动器主要指液压制动总泵、分泵、制动蹄，制动鼓、油管等。脚踏液压制动用于地面行驶时，减速或制动。同时可以转换对螺旋桨或旋翼进行减速和制动。

(2)手制动器包括：制动盘、制动片和制动杆等。主要用于驻车制动。

(3)分动器将发动机与车轮、旋水器、螺旋桨、旋翼之间的动力切断或接通。

(4)油门将发动机的功率和速度降到最低。

共轴双旋翼系统主要功能是使直升飞车垂直升降、空中停留和水平飞行。由旋翼、旋翼内轴、旋翼外轴、转向调整器，传动副、旋翼传动系统等组成。旋翼共2层，每层由2根叶片互成90度，旋翼可以自动展开或旋叠。

助推发动机系统主要功能是提高直升飞车在水平方向飞行时的速度，由2 台涡扇发动机或风扇发动机组成，发动机启动后，直升飞车的水平飞行速度将提高2-4倍。

燃油系统是直升飞车能源的供应系统。发动机上有一个油泵将燃油从油箱输送到发动机电喷和气缸。燃油燃烧产生热量做功推动直升飞车运行。

空调系统向直升飞车驾驶舱内提供经过过滤、除湿和加温或降温的新鲜空气的专用设备系统。

综合系统包括直升飞车操纵系统、液压传动系统、除冰系统、车载设备等组成。

1、操纵系统包括垂直升降舵、方向舵或方向盘、尾翼等。主要功能是配合方向盘实现俯仰、悬停、倾侧和左右转向等。

2、液压传动系统以油液为工作介质，依靠油压驱动执行机构完成特定操纵动作的整套装置。

3、除冰系统是防止直升飞车车身表面结冰或在结冰时有效地去除冰层的设备。

4、车载设备主要是为驾驶员提供有关直升飞车及其系统的工作状态信息。主要有北斗导航、高度仪、电脑、摄像机、多媒体、音响、倒车雷达等组成。

电气电子灯光仪表控制系统主要功能是控制直升飞车的各机构有序运行并提供动力。由蓄电池、开关、点火线圈、火花塞、启动马达、发电机、灯光、喇叭、仪表、电子或智能控制系统等组成。

作战系统主要功能是在战斗时捕捉敌方目标，并向其发起主动攻击和打击。由雷达、机关枪、超声波武器、激光武器、电子干扰武器、小微型导弹等组成。包括弹药仓、发射架、瞄准器等。

助落伞系统主要功能是保证在直升飞车发动机或主、辅发动机同时发生故障后能够安全着落。由圆球状的伞球，内藏高纤维纺织品制成的复合式助落伞等组成。安装在旋翼系统的顶部。在发动机发生故障时使用。

直升飞车各种运行状态下的传动原理：

1、陆地行驶

(1)采用单发动机，其主要工作原理是，发动机驱动→偶合器→前传动轴及万向节→分动器→后传动轴及万向节→后桥传动系统→车轮，使直升飞车在道路上行驶，如图7所示。

(2)采用主辅发动机，其主要工作原理是，辅助发动机驱动→辅助偶合器→前传动轴及万向节→分动器→后传动轴及万向节→后桥传动系统→车轮，使直升飞车在道路上行驶。

2、海面上航行

(1)海面上航行时，其主要工作原理是采用单发动机驱动→偶合器→前传动轴及万向节→分动器→螺旋桨传动轴→船舶螺旋桨系统，使直升飞车在水面上航行，如图7所示。

(2)海面上航行时，其主要工作原理是采用辅助发动机驱动→辅助偶合器→前传动轴及万向节→分动器→螺旋桨传动轴→船舶螺旋桨系统，使直升飞车在水面上航行，如图10所示。

(3)水面上航行时，其主要工作原理是，采用辅助发动机驱动→辅助偶合器→前传动轴及万向节→分动器→后传动轴及万节→后桥传动系统→车轮旋水器，使直升飞车在水面上航行，如图11所示。

(4)在海面上高速航行时，其主要工作原理是在单发动机驱动→偶合器→前传动系统及万向节→分动器→螺旋桨传动轴→船舶螺旋桨系统正常运行时，启动助推涡扇发动机可推动直升飞车在海面上高速航行，如图7 所示。

3、空中飞行

在空中飞行时，其主要工作原理：

(1)直升飞车正常飞行时，采用单发动机驱动→偶合器→前传动轴及万向节→分动器→旋翼传动系统→共轴双旋翼系统，如图7所示。

(2)直升飞车正常飞行时，采用主发动机驱动→主偶合器→主传动系统→旋翼传动系统→共轴双旋翼系统，如图10所示。

(3)直升飞车主发动机发生故障时，采用辅助发动机驱动→辅助偶合→前传动轴及万向节→分动器→过桥齿轮副→主传动系统→旋翼传动系统→共轴双旋翼系统，如图10所示。

(4)当主发动机发生故障时，辅助发动机迅速替代主发动机继续飞行。当主、辅发动机同时发生故障时，迅速打开助落伞，使得直升飞车在空中安全降落，如图10所示。。

(5)直升飞车高速飞行时，在发动机(或主发动机)等系统正常工作的同时启动助推式涡扇或风扇发动机，如图7所示。

附图说明，通过附图可进一步理解本发明的结构和特点：

图1陆空型共轴双旋翼直升飞车主视图

图2陆空型共轴双旋翼直升飞车左视图

图3陆空型共轴双旋翼直升飞车府视图

图4陆海空型共轴双旋翼直升飞车主视图

图5陆海空型共轴双旋翼直升飞车左视图

图6陆海空型共轴双旋翼直升飞车府视图

图7助推式陆海空型单发动机工作传动系统图

图8助推式陆空型单发动机工作传动系统图

图9陆空型单发动机工作传动系统图

图10助推式陆海空型主、辅发动机螺旋桨工作传动系统图

图11助推式陆海空型主、辅发动机旋水轮工作传动系统图

图12助推式陆空型主、辅发动机共轴双旋翼直升飞车系统图

图13陆空型共轴双旋翼直升飞车车身主视图

图14陆海空型共轴双旋翼直升飞车车身主视图

图15陆海空型共轴双旋翼直升飞车车身左视图

对图中零部件标明：1.车身系统，2.助推涡扇发动机系统，3.助落伞，4. 共轴双旋翼系统，5.空调器，6.电气电子仪表灯光控制系统，7.尾翼，8.转向系统， 9.发动机，10.偶合器，11.分动器，12.后桥传动系统，13.辅助发动机，14.旋翼传动系统，15.主偶合器，16.主发动机，17.辅助偶合器，18.前桥，19.后桥，20.前传动轴，21.车轮旋水器，22.车轮，23.后传动轴，24.主传动系统，25.万向节， 26.螺旋桨传动轴，27.螺旋桨，28.作战系统，29.燃油箱、30.综合系统，31.过桥传动副。

下面结合附图对实施例进行进一步说明。

实施例1：当本发明用于军队夺岛或边防巡逻时，单发动机助推式海陆空三栖共轴双旋翼直升飞车主要由车身系统1，助推涡扇发动机系统2，助落伞3，共轴双旋翼系统4，空调器5，电气电子仪表灯光控制系统6，尾翼7，转向系统 8，发动机9，偶合器10，分动器11，后桥传动系统12，旋翼传动系统14，前桥18，后桥19，前传动轴20，车轮22，后传动轴23，万向节25，螺旋桨传动轴26，螺旋桨27，作战系统28，燃油箱29，综合系统30等组成。

部队在夺岛前，为了不让对岸敌方或雷达发现，直升飞车从大陆军营飞向海边，从海面上航行到达对岸。在登岛后，从地面上向目标快速行驶，遇到障碍时，立即垂直起飞直奔目标，并且对敌火力进行攻击或控制。

为此，首先启动发动机9，带动偶合器10，再带动前传动系统20，带动万向节25，带动分动器11，带动旋翼传动系统14，带动共轴双旋翼系统4，使直升飞车垂直升空。然后启动助推涡扇发动机系统2，高速飞向海边。降落海面后，转换分动器11。使发动机9，带动偶合器10，再带动前传动轴20，再通过分动器11，带动螺旋浆传动轴26，再带动航行螺旋桨27使直升飞车开始水面上航行，车身底部封闭成弧形如图14、15所示。若不需要迅速到达彼岸，关闭助推发动机系统2。到达对岸后，操纵分动器11，将螺旋桨传动轴26和螺旋桨27切断。并接通后传动轴23，后桥传动系统12和车轮22，由航行状态转换成行使状态。直升飞车在地面行使过程中遇到障碍，立即转换分动器11，切断后桥传动系统 12及车轮22，接通旋翼传动系统14，再带动共轴双旋翼系统4，使直升飞车由道路行驶转换为空中飞行状态。要迅速到达目标，立即启动助推发动机，飞行速度可提高3-4倍。遇到火力点或攻击目标，立即启动作战系统28，利用北斗导航和雷达系统，并向其目标发起主动攻击。使用机关枪或超声波武器、激光武器、电子干扰武器，小微型导弹等对目标实施精确打击。如图7所示。若发动机9 发生故障时，按助落伞开关，旋翼顶部助落伞3的伞球打开，助落伞3弹出，在气流作用下助落伞3展开，使直升飞车安全着陆。

实施例2：当本发明用于抢险救灾、公安执勤、目标追踪时，助推式陆海空三栖共轴双旋翼直升飞车主要由车身系统1，助推涡扇发动机系统2，助落伞3，共轴双旋翼系统4，空调器5，电气电子仪表灯光控制系统6，尾翼7，转向系统 8，分动器11，后桥传动系统12，辅助发动机13，旋翼传动系统14，主偶合器 15，主发动机16，辅助偶合器17，前桥18，后桥19，前传动轴20，车轮旋水器21，车轮22，后传动轴23，主传动系统24，万向节25，螺旋桨传动轴26，螺旋桨系统27，作战系统28，燃油箱29，综合系统30，过桥齿轮副31等组成。

首先启动辅助发动机13驱动辅助偶合器17，带动前传动轴20及万向节25，再带动分动器11，带动后传动轴23及万向节25，带动后桥传动系统12，带动车轮22使直升飞车驶出停车库。然后启动主发动机16带动主偶合器15、带动主传动系统24，带动旋翼传动轴14，带动共轴双旋翼系统4起飞，同时关掉辅助发动机13，直升飞车进行边防巡逻或抢险救灾作业状态。若遇到目标追踪时，启动助推发动机2，直升飞车高速水平飞行。若主发动机16发生故障，立即启动辅助发动机13，带动辅助偶合器17，带动前传动轴20，再带动分动器11，带动过桥齿轮副31，带动主传动系统24，通过旋翼传动系统14，带动共轴双旋翼4旋转，使辅助发动机13迅速替代主发动机16继续飞行。若主发动机16和辅助发动机13同时发生故障时，按助落伞开关，旋翼顶部助落伞3的伞球打开，助落伞3弹出，在气流作用下助落伞3展开，使直升飞车安全着陆。若直升飞车在海面上着落，由于车身底部封闭，直升飞车将漂浮在水面，启动助推发动机2，直升飞车可在海面上航行。直升飞车的转向系统8可同时用于道路、水面和空中控制直升飞车的行使方向。如图10所示。

实施例3：当本发明用于石油管线或高压输电线检测，政府、企事业单位及百姓的交通工具时，助推式陆空两栖直升飞车主要由车身系统1，助推涡扇发动机系统2，助落伞3，共轴双旋翼系统4，空调器5，电气电子仪表灯光控制系统 6，尾翼7，转向系统8，发动机9，偶合器10，分动器11，后桥传动系统12，旋翼传动系统14，前桥18，后桥19，前传动轴20，车轮22，后传动轴23，万向节25，燃油箱29，综合系统30等组成。

首先启动发动机9，驱动偶合器10，带动前传动轴20及万向节25，再带动分动器11，带动后传动轴23及万向节25，带动后桥传动系统12，带动车轮22 使直升飞车驶出停车库，并驶出城市区域后。转换分动器11切断后传动轴23，将分动器11与旋翼传动系统14连接，带动共轴双旋翼系统4，使直升飞车垂直升空飞行，若需要高速飞行，启动助推式发动机2，直升飞车车身底部封闭成平面，如图13所示，然后高速飞向目标。任务完成后，直升飞车返回城外降落，将旋翼传动系统14切断，将分动器11转换到后传动轴23及万向节25，带动后桥传动系统12，带动车轮22运转，入城进车库。若直升飞车发动机9发生故障，按助落伞3开关，旋翼顶部助落伞3的伞球打开，助落伞3弹出，在气流作用下助落伞3展开，使直升飞车安全着陆。若直升飞车在海面上着落，由于底部封闭，保持足够的吃水深度，直升飞车漂浮在水面上，再进行修复，如图8所示。

实施例4：本发明用于抗震救灾、森林防火、农业治虫和施肥时，陆空两栖直升飞车主要由车身系统1，助落伞3，共轴双旋翼系统4，空调器5，电气电子仪表灯光控制系统6，尾翼7，转向系统8，发动机9，偶合器10，分动器11，后桥传动系统12，旋翼传动系统14，前桥18，后桥19，前传动轴20，车轮22，后传动轴23，万向节25，燃油箱29等组成。

首先启动发动机9驱动偶合器10，带动前传动轴20及万向节25，再带动分动器11，带动后传动轴23及万向节25，带动后桥传动系统12，带动车轮22使直升飞车到达作业现场。装满农药或化肥或消防灭火剂后，转换分动器11切断后传动轴，将分动器11与旋翼传动系统14连接，带动共轴双旋翼系统4，使直升飞车垂直升空飞行，直升飞车车身底部封闭成平面，如图13所示。任务完成后，直升飞车返回作业现场降落，将旋翼传动系统14切断，将分动器11转换到后传动轴23及万向节25，带动后桥传动系统12，带动车轮22运转，开进车库。若直升飞车发动机9发生故障，按助落伞3开关，旋翼顶部助落伞3的伞球打开，助落伞3弹出，在气流作用下助落伞3展开，使直升飞车安全着陆。若直升飞车在海面上着落，由于底部封闭，直升飞车漂浮在水面上，进行修复，如图9所示。