专利名称：垂直起降的模型飞机的制作方法直升飞机是通过转动旋翼产生空气浮力进行飞行，通过改变旋翼上升力的大小和 旋翼拉力倾斜的方向，可以控制飞机保持或改变飞行状态，具有垂直起降、空中悬停等优 点，但是巡航速度慢，安全性差。普通固定翼飞机通过控制在机翼上下快速流动所形成的压 力差产生空气浮力进行飞行，通过改变副翼或升降舵或方向舵的角度，能够进行高速巡航 并且具有较高的安全性，但是起飞距离长，无法进行空中悬停。本世纪五六十年代美国、加 拿大和欧洲一些公司竞相掀起了一股研制集直升机和固定翼飞机优点于一身的倾斜旋翼 机的热潮，其中贝尔直升机公司和波音直升机公司根据美国国防部提出的多用途垂直起降 飞机研制计划(JVX计划)而研发的V-22鱼鹰多用途飞机为少数获得成功的典型。V-22鱼鹰也叫倾转旋翼机，是在类似固定翼飞机机翼的两翼尖处，各装一套可在 水平位置与垂直位置之间转动的旋翼倾转系统组件，当飞机垂直起飞和着陆时，旋翼轴垂 直于地面，呈横列式直升机飞行状态，并可在空中悬停、前后飞行和侧飞；在倾转旋翼机起 飞达到一定速度后，旋翼轴可向前倾转90°角，呈水平状态，旋翼当作拉力螺旋桨使用，此 时倾转旋翼机能像固定翼飞机那样以较高的速度作远程飞行。倾转旋翼机是一种性能独特 的旋翼飞行器。它既具有普通直升机垂直起降和空中悬停的能力，又具有涡轮螺旋桨飞机 的高速巡航飞行的能力。模型飞机是随着真实飞机的发展而发展的，类似V-22鱼鹰的倾转旋翼机是一种 全新的飞机结构，不同于以往的直升飞机或固定翼飞机。要将V-22鱼鹰修改成模型飞机难 度很大，所以现有的模仿V-22鱼鹰的模型飞机很多只是停留在外形上的仿真或者只是具 备了直升飞机功能部分。
[0009]图1为本实用新型垂直升降或空中悬停状态的示意图[0010]图2为图1的内部结构示意图；[0011]图3为本实用新型巡航飞行状态的示意图；[0012]图4为螺旋桨发动机的放大图；[0013]图5为螺旋桨发动机的结构分解图；[0014]图6为旋转斜盘的放大图；[0015]图7为螺旋桨发动机在图1状态的工作原理图；[0016]图8为图7中部分结构放大图；[0017]图9为图7中部分结构放大图；[0018]图10为图7中部分结构放大图；[0019]图11为图3状态的结构分解图；[0020]图12为转轴机构的放大图；[0021]图13连杆机构的结构分解图。以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型涉及了如图1的模型飞机，包括机身1，从机身1两侧向外延伸的固定 机翼2，设置在机身1尾部的尾翼3。两个机翼2末端各设有一个螺旋桨发动机4、5，两个螺 旋桨发动机4、5的旋翼42、52转动方向相反，相互抵消机身的转动。在飞机底部两侧及机 头下方各设有一个滑轮6。图1为模型飞机垂直升降或空中悬停时，螺旋桨发动机4、5的工作状态，从飞机正面看过去，旋翼42为顺时针转动，旋翼52为逆时针转动，如图中箭头所 示。旋翼42、52的转动产生向上的拉力，通过调节旋翼42、52转动的螺距来调节拉力的大 小。当拉力大于飞机自身重力时能够拉动飞机垂直起飞，当拉力等于重力时能够保持飞机 在空中处于悬停的状态，当拉力小于重力的时候，能够控制飞机平稳的下降。如图2的内部结构所示，可以看出螺旋桨发动机4、5包括旋转式短舱41、 51和 设置在旋转式短舱41、51前端的旋翼42、52，旋转式短舱41、51内安装有旋翼42、52驱动机 构和旋翼螺距控制机构。旋转式短舱41、51通过一个沿机翼分布的转轴机构8连接成一个 整体，转轴机构8横跨机身1，机身1内部安装有转轴驱动结构9，所述转轴驱动结构9带动 转轴机构8转动，驱动转轴机构8两端的螺旋桨发动机4、5在垂直方向和水平方向之间同 步转动，如图中箭头转动方向为驱动螺旋桨发动机4、5从垂直方向向水平方向转动。螺旋桨发动机4、5转动至水平方向如图3所示，为巡航状态。此时，旋翼42、52被 锁定在特定的螺距上，旋转所带来的拉力变成向前的推力，推动飞机巡航飞行。在巡航飞行 状态中，如普通模型固定翼飞机一样，通过副翼、升降舵和方向舵来控制飞机的飞行状态。 如图所示固定机翼2后缘设有控制飞机横向操作的副翼21，尾翼3包括平行尾翼31和设 在平行尾翼31两端的垂直尾翼32，平行尾翼31上后缘设有升降舵311，两片垂直尾翼32 后缘设有方向舵321 ；上述副翼21、升降舵311和方向舵321分别通过独立的巡航控制舵机 73、72和71控制。除了上述两种飞行状态外，本实用新型还以将螺旋桨发动机4、5转动至与垂直方 向成一定角度，如在正向的10° 80°之间或逆向的10° 80°之间，在这种状态下，调 节合适的旋翼42、52螺距产生适当的拉力，可以实现飞机向前或向后飞行。螺旋桨发动机的详细结构如图4、5所示，以螺旋桨发动机5为例，包括旋转式短舱 51和设置在旋转式短舱51前端的旋翼52。所述旋翼52包括中心毂521、三片旋翼片524 和三个翼片夹523，翼片夹523后端通过均勻分布在中心毂521外围的三个径向转轴522 与中心毂521连接，翼片夹523前端夹持旋翼片524绕转轴522转动变化旋翼52螺距。中 心毂521设有一延伸至旋转式短舱51内部的旋翼轴513，驱动机构包括电机511和齿轮组 512，设置在旋翼轴513的末端，螺距控制机构包括螺距控制舵机514、旋转斜盘53和多个拉 杆，设置旋翼轴513的中部。旋转斜盘53的详细结构如图6所示，包括上盘532和下盘531，中间嵌入卷簧533， 通过中部的球铰534与旋翼轴513倾动连接，卷簧533嵌在上盘532和下盘531于球铰534 之间。所述下盘531外围设置有在同一直线上的两个转动节点535，以及在垂直于转动节 点535所在直线的倾动控制节点536，转动节点535支撑在一个由两片支撑片541构成的旋 转座上，倾动控制节点536通过一个下拉杆542与螺距控制舵机514连接。所述上盘532 外围均勻分布有与旋翼片相应数量的螺距控制节点537，翼片夹523侧面设有偏心控制端 526，螺距控制节点537与翼片夹偏心控制端526通过相应数量的上拉杆543连接。结合图 8可以详细的看到转配后的连接结构，图7看出整体的装配结构。以下结合图7说明螺旋桨发动机的工作原理，电机511通过齿轮组512驱动旋翼 轴513转动，旋翼轴513的带动其前端的三片旋翼片524转动，供给飞机起降、悬停及巡航 等动作的动力。在螺旋桨发动机4、5处于非水平状态时，即飞机处于起降或者是前后侧飞 的时候，需要改变螺旋桨发动机4、5的螺距，调整发动机对飞机的拉力，以平衡飞机自身重力，达到改变飞机的飞行状态的目的。螺旋桨发动机的螺距的变化通过螺距控制舵机514 进行控制，如图7所示，螺距控制舵机514通过下拉杆542拉动支撑于支撑片541上的下盘 531倾动，如图9所示。下盘531的倾动带动上盘532的倾动，上盘532再通过上拉杆543 拉动翼片夹523侧面的偏心控制端526，从而带动翼片夹523所夹持的旋翼片524的螺距 的变化。在螺旋桨发动机4、5处于水平状态时，即飞机处于巡航飞行状态时，螺距控制舵机 514控制旋翼片524的螺距固定在特定值上，不进行变化。为了保证上盘532仅在一个方向上倾动，本实用新型在上盘532外围与下盘倾动 控制节点536相对的位置上设置有一个定位节点538，定位节点538通过一个与旋翼轴513 同步转动的定位座连接到旋翼轴513上，定位座由连接件544和固定夹545构成，两者转动 连接。装配后的结构如图10所示，定位座与下拉杆542在同一平面上，定位座将限制上盘 532无法左右倾动。如图11所示的本实用新型的结构分解图，机身1包括由上、中、下三层结构13、14、 15构成的主体，主体前端通过前支架12连接机头壳体11，末端通过后支架16连接尾翼3。 下层结构15上设有电池盒18，并设有盒盖17，在机头壳体11内部安装有无线接收模块19 及相关的电路结构。转轴机构8及转轴驱动结构9安装在中层结构14上，结合图12可以 看出其详细结构。如图所示，转轴机构8包括一根横穿两片固定机翼2的转轴81，设置在转 轴81中部与转轴驱动结构9配合的齿轮组82，以及套接在转轴81两侧、用于支撑转轴81 转动的支架管84，转轴81两端设有轴承85。并在所述齿轮组82上设有电位器83，用于测 量转轴81旋转的角度。当需要改变螺旋桨发动机4、5的角度的时候，通过转轴驱动结构9 带动螺杆91转动，螺杆91驱动齿轮组82带动转轴81旋转，从而实现调整连接在转轴81两 端的螺旋桨发动机4、5转动的角度。通过电位器83能够准确的测量转轴81旋转的角度， 从而反馈到控制电路以控制转轴驱动结构9对螺旋桨发动机4、5转动角度的准确定位。所述巡航控制舵机73、72、71通过连杆机构连接副翼21、升降舵311和方向舵 321，如图13所述连杆机构包括摆杆74、延伸拉杆75和夹片76，延伸拉杆75的两端通过球 铰连接夹片76和摆杆74的一端，摆杆74的另一端与巡航控制舵机连接，夹片76连接副翼 21或升降舵311或方向舵321。上述结构在飞机巡航飞行的时候，控制飞机的在空中升降、 转向等动作。