CN103693194A - 一种可倾转四旋翼飞行器 - Google Patents
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Abstract
一种可倾转四旋翼飞行器，包括机身、主倾转旋翼、辅助倾转旋翼、尾段、主机翼、辅助机翼，尾段安装在机身的尾部，二个主机翼分别安装在机身的二侧，二个辅助机翼分别安装在尾段的二侧，主机翼远离机身的一端安装有主倾转旋翼，辅助机翼远离尾段的一端安装有辅助倾转旋翼，主倾转旋翼与辅助倾转旋翼可沿机翼轴向旋转，尾段可沿机身轴向旋转。提高现有倾转旋翼飞行器的运载能力；改善其起降阶段的操控性；提高飞行的安全性能；增大其内部运载空间；提高其前飞性能；省去操纵舵面，使结构轻省(简化结构)。
Description
技术领域
本发明是一种飞行器，属于飞行技术领域。
背景技术
倾转旋翼飞行器是一种既能垂直起降、又能高速巡航飞行的飞行器。倾转旋翼，即通过旋翼的倾转，来调节飞机的飞行状态：垂直起降时，旋翼轴线方向向上产生升力；前飞时，旋翼轴线方向向前产生拉力。
现有的倾转旋翼飞行器主要为双发倾转旋翼。双发倾转旋翼飞行器有一些不足：由于机身布局限制，旋翼直径较小，导致其运载能力有限；起降阶段，双发倾转旋翼在保证总升力不变的前提下，不能灵活地提供操纵力（力矩）；双发倾转旋翼必须安装在靠近机身质心位置，导致机身结构较短，内部空间受限。
CN103072688A公布了一种可倾转四旋翼飞行器，此飞行器在四个固定机翼上安装携带有旋翼的旋翼转向装置，当旋翼转向装置倾转时，带动旋翼转动，实现飞行器的水平前飞与垂直升降模式的转换。其采用了飞行器后端旋翼低于前端旋翼高度的办法来避开前端旋翼的尾流区，由于飞行器前后端旋翼的高度差不可能太大，所以这种方法并不能使后端旋翼完全避开前端旋翼的尾流区，依然存在大的风险。
发明内容
为了克服现有倾转旋翼飞行器设计的缺陷，本发明提出一种尾段可旋转变形的四发倾转旋翼飞行器。
本发明实现其功能所采用的技术方案是：一种可倾转四旋翼飞行器，包括机身、主倾转旋翼、辅助倾转旋翼、尾段、主机翼、辅助机翼，尾段安装在机身的尾部，二个主机翼分别安装在机身的二侧，二个辅助机翼分别安装在尾段的二侧，主机翼远离机身的一端安装有主倾转旋翼，辅助机翼远离尾段的一端安装有辅助倾转旋翼，主倾转旋翼与辅助倾转旋翼可沿机翼轴向旋转，尾段可沿机身轴向旋转。
优选地：水平飞行时，辅助机翼与主机翼成90°角。
优选地：主倾转旋翼的尺寸大于辅助倾转旋翼的尺寸。
优选地：主倾转旋翼及辅助倾转旋翼的下方设置有进气道。
优选地：每个主倾转旋翼及每个辅助倾转旋翼的旋转速度、倾转角度及旋转方向可以单独控制。
本发明的有益效果是：提高现有倾转旋翼飞行器的运载能力；改善其起降阶段的操控性；提高飞行的安全性能；增大其内部运载空间；提高其前飞性能；省去操纵舵面，使结构轻省(简化结构)。
附图说明
图1是一种可倾转四旋翼飞行器的垂直起降状态示意图。
图2是一种可倾转四旋翼飞行器的起降-前飞转换状态示意图。
图3是一种可倾转四旋翼飞行器的前飞状态示意图。
附图标记名称如下：1、机身；2、主倾转旋翼；3、辅助倾转旋翼；4、尾段；5、主机翼；6、辅助机翼；7、进气道。
具体实施方式
如图所示。一种可倾转四旋翼飞行器，包括机身1、主倾转旋翼2、辅助倾转旋翼3、尾段4、主机翼5、辅助机翼6，尾段4安装在机身1的尾部，二个主机翼5安装在机身1的二侧，二个辅助机翼6安装在尾段4的二侧，主机翼5远离机身1的一端安装有主倾转旋翼2，辅助机翼6远离尾段4的一端安装有辅助倾转旋翼3，主倾转旋翼2可沿机翼5的轴向旋转，辅助倾转旋翼3可沿机翼6的轴向旋转。当飞行器起飞时，主倾转旋翼2与辅助倾转旋翼3的旋翼朝上，旋翼旋转时使飞行器获得向上的动力。当飞行器需要朝前飞行时，主倾转旋翼2与辅助倾转旋翼3朝前转过90度，使主倾转旋翼2与辅助倾转旋翼3的旋翼朝前，旋翼旋转时使飞行器获得朝前的动力。由于飞行器在朝前飞行时，辅助倾转旋翼3容易落入主倾转旋翼2的尾流区，使尾段4可沿机身1轴向旋转，在正常飞行时使尾段4旋转90度，使一个辅助倾转旋翼3位于飞行器的上方，一个辅助倾转旋翼3位于飞行器的下方，从而使二个辅助倾转旋翼3都避开了主倾转旋翼2的尾流区，保证了飞行器飞行的安全。
在主倾转旋翼2后方的尾段4增加两个尺寸较小的辅助倾转旋翼3，辅助倾转旋翼3的运用，可以提供一定的升力从而提高运载能力；每个主倾转旋翼2及每个辅助倾转旋翼3的旋旋转速度、旋转方向、倾转角度都可以单独控制。起降阶段，主倾转旋翼2升力保持不变，辅助倾转旋翼3通过倾转角度和转速的变化提供操纵力（力矩），从而改善操纵性；主倾转旋翼2在前、辅助倾转旋翼3在后的气动布局可以使用较长的机身，从而增大了内部空间。也就是说主倾转旋翼2的尺寸大于辅助倾转旋翼3的尺寸。
为了进一步提升飞行器的运载能力，主倾转旋翼2及辅助倾转旋翼3的下方设置有进气道7。
如图1所示的起降状态。此时，可旋转尾段4为水平状态，主倾转旋翼2和辅助倾转旋翼3轴线垂直向上。此时，主倾转旋翼2可提供主要升力，辅助倾转旋翼3提供辅助升力，并通过旋翼转速和旋翼倾转角度的变化提供操作力（力矩）。
如图2所示的起降-前飞转换状态。此时，可旋转尾段4为水平状态，主倾转旋翼2和辅助倾转旋翼3轴线倾转90°，轴线由悬停状态的垂直向上转换为水平向前。
如图3所示的前飞状态。此时，可旋转尾段4旋转90°，为竖直状态，主倾转旋翼2和辅助倾转旋翼3轴线水平向前，也就是说，飞行器水平飞行时，辅助机翼与主机翼成90度角。辅助倾转旋翼3处于主倾转旋翼2尾流影响区之外。
Claims (5)
1.一种可倾转四旋翼飞行器，其特征在于：包括机身（1）、主倾转旋翼（2）、辅助倾转旋翼（3）、尾段（4）、主机翼（5）、辅助机翼（6），尾段（4）安装在机身（1）的尾部，二个主机翼（5）分别安装在机身（1）的二侧，二个辅助机翼（6）分别安装在尾段（4）的二侧，主机翼（5）远离机身（1）的一端安装有主倾转旋翼（2），辅助机翼（6）远离尾段（4）的一端安装有辅助倾转旋翼（3），主倾转旋翼（2）与辅助倾转旋翼（3）可沿机翼（5、6）轴向旋转，尾段（4）可沿机身（1）轴向旋转。
2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：水平飞行时，辅助机翼（6）与主机翼（5）成90°角。
3.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：主倾转旋翼（2）的尺寸大于辅助倾转旋翼（3）的尺寸。
4.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：主倾转旋翼（2）及辅助倾转旋翼（3）的下方设置有进气道（7）。
5.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：每个主倾转旋翼（2）及每个辅助倾转旋翼（3）的旋转速度、倾转角度及旋转方向可以单独控制。
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