CN105217026A

CN105217026A - 一种复合型飞行器

Info

Publication number: CN105217026A
Application number: CN201510721191.5A
Authority: CN
Inventors: 王志成
Original assignee: Foshan Shenfeng Aviation Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Yuneng Water Conservancy Engineering Co.,Ltd.
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: CN105217026B

Abstract

一种复合型飞行器，属飞行器技术领域，包括机身、左复合机翼、右复合机翼、复合尾翼和起落架。机身内配有操控***和机载设备。复合尾翼位于机身的尾部，复合尾翼包括垂直尾翼、左电动螺旋桨和右电动螺旋桨。左电动螺旋桨和右电动螺旋桨结构相同，转向相反，对称布置于垂直尾翼的左右两边。起落架采用轮式结构或滑橇和轮式组合结构。左复合机翼和右复合机翼结构相同，它们对称安装于机身的左右两侧。左复合机翼内配有两个或三个旋翼，每个旋翼都由一个发动机驱动。左复合机翼的翼片包括固定的前部翼片和能绕翼轴偏转的后部翼片。所有旋翼都位于翼轴的下方。所述复合型飞行器起降场地不大，能垂直升降。产生的升力较大，安全稳定且机动灵活。

Description

一种复合型飞行器

技术领域

一种复合型飞行器，属飞行器技术领域，尤其涉及一种复合型飞行器。

背景技术

传统的飞机起飞和降落需要较长跑道，不能垂直起降，也不方便超低速或悬停飞行，较短距离起降也很困难。传统的直升机能耗大，效率低，安全性和稳定性不高。

发明内容

本发明的目的是克服传统的飞机和直升机的上述不足，发明一种方便短距离起降甚至能垂直起降的高效的安全稳定的复合型飞行器。

一种复合型飞行器，包括机身、左复合机翼、右复合机翼、复合尾翼和起落架。机身内配有操控***和机载设备。左复合机翼和右复合机翼结构相同，它们对称安装于机身的左右两侧。复合尾翼位于机身的尾部，复合尾翼包括垂直尾翼、左电动螺旋桨和右电动螺旋桨。左电动螺旋桨和右电动螺旋桨结构相同，转向相反，对称布置于垂直尾翼的左右两边。左电动螺旋桨包括螺旋桨和电机，电机由锂电池供电。垂直尾翼起竖向安定面和方向舵的作用，左电动螺旋桨和右电动螺旋桨起升降舵的作用还用来调整飞行姿态。起落架采用轮式结构或滑橇和轮式组合结构。

左复合机翼的结构是：左复合机翼包括前部翼片、后部翼片、翼轴、外旋翼、内旋翼、外发动机、内发动机和支架。前部翼片固定在机身的左侧。翼轴水平布置，翼轴的左端与前部翼片相连，翼轴的右端固定在机身上，翼轴置于前部翼片的后缘处。前部翼片的前缘高于前部翼片的后缘，前部翼片与水平面的夹角在8°-30°之间。后部翼片的前端与翼轴相连，后部翼片能绕翼轴上下偏转。相对水平面而言，后部翼片向上偏转的最大角度不超过35°，后部翼片向下偏转的最大角度不超过30°。内旋翼靠近机身安装而外旋翼远离机身安装。外旋翼的直径不大于内旋翼的直径。外发动机和内发动机安装在与机身和翼轴都相连的支架上，外发动机为外旋翼提供动力，内发动机为内旋翼提供动力。内旋翼的旋转中心和外旋翼的旋转中心的连线处于翼轴的下方，且该连线与翼轴平行。外旋翼的旋转平面和内旋翼的旋转平面共面。内旋翼的旋转平面稍向前下方倾斜或处于水平位置，内旋翼的旋转平面与水平面的向前下方的夹角不大于8°。内旋翼的翼尖转动圆周的最后端与后部翼片之间的最短距离大于8mm。后部翼片的弦长等于或稍大于内旋翼的旋转半径。前部翼片的弦长等于或稍大于内旋翼的旋转半径。左复合机翼的展长大于内旋翼的直径和外旋翼的直径之和。

本发明复合型飞行器中的旋翼和发动机的数量除了四套以外还有六套的形式：左复合机翼中装有三个旋翼并配套三个发动机，该三个旋翼呈直线排列于左复合机翼的翼轴的下方，该形式时左复合机翼的展长大于三个旋翼的直径之和；右复合机翼和左复合机翼的结构相同，它们对称安装于机身的左右两侧。

为了提高机动性，将所述复合型飞行器的垂直尾翼的固定段中间留空，在该留空位置纵向竖直布置安装一个电动竖向螺旋桨，这样方便所述飞行器悬停或低速时大角度转向。

该发明一种复合型飞行器的工作原理是：如将左复合机翼的后部翼片和右复合机翼的后部翼片都向下偏转到最低位置，且将起落架调整至轮式状态，起动所有的发动机，分别驱动对应的旋翼旋转，所述飞行器可实现滑跑起飞；如将左复合机翼的后部翼片和右复合机翼的后部翼片都向上偏转到最高位置，所述飞行器可实现垂直起飞。调整左复合机翼的后部翼片和右复合机翼的后部翼片的偏转角度和方向可改变所述飞行器产生的空气动力的方向和大小，通过调整各旋翼的转速也可改变所述飞行器的空气动力的大小和方向。通过复合尾翼来控制所述飞行器的俯仰和航向。跟传统的飞机比较，本发明复合型飞行器要求的起降场地不大，且能垂直升降。与传统的直升机比较，本发明复合型飞行器由于左复合机翼和右复合机翼的存在，所述飞行器产生的升力较大，如果失去动力也能滑翔较长的距离，可以争取更多的时间来维修设备或寻找安全着陆点，这样比较安全；由于左复合机翼的旋翼和右复合机翼的相对应的旋翼转向相反，可抵消转动力矩，飞行稳定且控制简单；由于所有旋翼都处于翼片的下方，旋翼转动时会改善翼片上下表面的流场，增大下洗气流，延缓翼片的上表面的气流分离，提高效率，使升力系数大大增加，由于多个旋翼和复合尾翼的存在，所述飞行器机动灵活。

附图说明

图1是本发明一种复合型飞行器的左视示意图；图2是图1的俯视示意图；图3是放大了的左复合机翼的左视示意图，图4是图3的俯视示意图。

图中，1-机身，2-左复合机翼，3-右复合机翼，4-垂直尾翼，5-左电动螺旋桨，6-右电动螺旋桨，7-起落架；属于左复合机翼2的构件包括：21-前部翼片，22-后部翼片，23-翼轴，24-外旋翼，25-内旋翼，26-外发动机，27-内发动机，28-支架。

具体实施方式

现结合附图对本发明加以具体说明：一种复合型飞行器，包括机身1、左复合机翼2、右复合机翼3、复合尾翼和起落架7。机身1内配有操控***和机载设备。左复合机翼2和右复合机翼3结构相同，它们对称安装于机身1的左右两侧。复合尾翼位于机身1的尾部，复合尾翼包括垂直尾翼4、左电动螺旋桨5和右电动螺旋桨6。左电动螺旋桨5和右电动螺旋桨6结构相同，转向相反，水平地对称布置于垂直尾翼4的左右两边。左电动螺旋桨5包括螺旋桨和电机，电机由锂电池供电。垂直尾翼4起竖向安定面和方向舵的作用，左电动螺旋桨5和右电动螺旋桨6起升降舵的作用还用来调整飞行姿态。起落架7采用轮式结构。左复合机翼2的结构是：左复合机翼2包括前部翼片21、后部翼片22、翼轴23、外旋翼24、内旋翼25、外发动机26、内发动机27和支架28。前部翼片21固定在机身1的左侧。翼轴23水平布置，翼轴23的左端与前部翼片21相连，翼轴23的右端固定在机身1上，翼轴23置于前部翼片21的后缘处。前部翼片21的前缘高于前部翼片21的后缘，前部翼片21与水平面的夹角为23°。后部翼片22的前端与翼轴23相连，后部翼片22能绕翼轴23上下偏转。相对水平面而言，后部翼片22向上偏转的最大角度为25°，后部翼片向下偏转的最大角度为15°。内旋翼25靠近机身1安装而外旋翼24远离机身1安装。外旋翼24的直径不大于内旋翼25的直径。外发动机26和内发动机27安装在与机身1和翼轴23都相连的支架28上，外发动机26为外旋翼24提供动力，内发动机27为内旋翼25提供动力。内旋翼25的旋转中心和外旋翼24的旋转中心的连线处于翼轴23的正下方，且该连线与翼轴23平行。外旋翼24的旋转平面和内旋翼25的旋转平面共面。内旋翼25的旋转平面处于水平位置。内旋翼25的翼尖转动圆周的最后端与后部翼片22之间的最短距离大于8mm。后部翼片22的弦长稍大于内旋翼25的旋转半径。前部翼片21的弦长等于或稍大于内旋翼25的旋转半径。左复合机翼2的展长大于内旋翼25的直径和外旋翼24的直径之和。

本发明复合型飞行器是这样产生有益效果的：如将左复合机翼2的后部翼片22和右复合机翼3的后部翼片都向下偏转到最低位置，起动所有的发动机，分别驱动对应的旋翼旋转，所述飞行器可实现滑跑起飞；如将左复合机翼2的后部翼片22和右复合机翼3的后部翼片都向上偏转到最高位置，所述飞行器可实现垂直起飞。调整左复合机翼2的后部翼片22和右复合机翼3的后部翼片的偏转角度和方向可改变所述飞行器产生的空气动力的方向和大小，通过调整各旋翼的转速也可改变所述飞行器的空气动力的大小和方向。通过复合尾翼来控制所述飞行器的俯仰和航向。跟传统的飞机比较，本发明复合型飞行器要求的起降场地不大，且能垂直升降。与传统的直升机比较，本发明复合型飞行器由于左复合机翼和右复合机翼的存在，所述飞行器产生的升力较大，如果失去动力也能滑翔较长的距离，可以争取更多的时间来维修设备或寻找安全着陆点，这样比较安全；由于左复合机翼的旋翼和右复合机翼的相对应的旋翼转向相反，可抵消转动力矩，飞行稳定且控制简单；由于所有旋翼都处于翼片的下方，旋翼转动时会改善翼片上下表面的流场，增大下洗气流，延缓翼片的上表面的气流分离，提高效率，使升力系数大大增加，由于多个旋翼和复合尾翼的存在，所述飞行器机动灵活。左复合机翼2的后部翼片22和右复合机翼3的后部翼片还可以起传统的飞机的襟翼和副翼的作用。故所述复合型飞行器更加机动灵活。

Claims

1.一种复合型飞行器，其特征在于：包括机身（1）、左复合机翼（2）、右复合机翼（3）、复合尾翼和起落架（7）；机身（1）内配有操控***和机载设备；左复合机翼（2）和右复合机翼（3）结构相同，它们对称安装于机身（1）的左右两侧；复合尾翼位于机身（1）的尾部，复合尾翼包括垂直尾翼（4）、左电动螺旋桨（5）和右电动螺旋桨（6）；左电动螺旋桨（5）和右电动螺旋桨（6）结构相同，转向相反，水平地对称布置于垂直尾翼（4）的左右两边；左电动螺旋桨（5）包括螺旋桨和电机；垂直尾翼（4）起竖向安定面和方向舵的作用，左电动螺旋桨（5）和右电动螺旋桨（6）起升降舵的作用还用来调整飞行姿态；起落架（7）采用轮式结构或滑橇和轮式组合结构；左复合机翼（2）的结构是：左复合机翼（2）包括前部翼片（21）、后部翼片（22）、翼轴（23）、外旋翼（24）、内旋翼（25）、外发动机（26）、内发动机（27）和支架（28）；前部翼片（21）固定在机身（1）的左侧；翼轴（23）水平布置，翼轴（23）的左端与前部翼片（21）相连，翼轴（23）的右端固定在机身（1）上，翼轴（23）置于前部翼片（21）的后缘处；前部翼片（21）的前缘高于前部翼片（21）的后缘，前部翼片（21）与水平面的夹角在8°-30°之间；后部翼片（22）的前端与翼轴（23）相连，后部翼片（22）能绕翼轴（23）上下偏转；相对水平面而言，后部翼片（22）向上偏转的最大角度不超过35°，后部翼片（22）向下偏转的最大角度不超过30°；内旋翼（25）靠近机身（1）安装而外旋翼（24）远离机身（1）安装；外旋翼（24）的直径不大于内旋翼（25）的直径；外发动机（26）和内发动机（27）安装在与机身（1）和翼轴（23）都相连的支架（28）上，外发动机（26）为外旋翼（24）提供动力，内发动机（27）为内旋翼（25）提供动力；内旋翼（25）的旋转中心和外旋翼（24）的旋转中心的连线处于翼轴（23）的下方，且该连线与翼轴（23）平行；外旋翼（24）的旋转平面和内旋翼（25）的旋转平面共面；内旋翼（25）的旋转平面稍向前下方倾斜或处于水平位置；内旋翼（25）的翼尖转动圆周的最后端与后部翼片（22）之间的最短距离大于8mm；后部翼片（22）的弦长等于或稍大于内旋翼（25）的旋转半径；前部翼片（21）的弦长等于或稍大于内旋翼（25）的旋转半径；左复合机翼（2）的展长大于内旋翼（25）的直径和外旋翼（24）的直径之和。

2.根据权利要求1所述的一种复合型飞行器，其特征在于：前部翼片（21）的前缘高于前部翼片（21）的后缘，前部翼片（21）与水平面的夹角为23°。

3.根据权利要求1所述的一种复合型飞行器，其特征在于：相对水平面而言，后部翼片（22）向上偏转的最大角度为25°，后部翼片（22）向下偏转的最大角度为15°。

4.根据权利要求1所述的一种复合型飞行器，其特征在于：内旋翼（25）的旋转中心和外旋翼（24）的旋转中心的连线处于翼轴（23）的正下方。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种复合型飞行器，其特征在于：旋翼和发动机的数量除了四套以外还有六套的形式：左复合机翼中装有三个旋翼并配套三个发动机，该三个旋翼呈直线排列于左复合机翼的翼轴的下方，该形式时左复合机翼的展长大于三个旋翼的直径之和；右复合机翼和左复合机翼的结构相同，它们对称安装于机身的左右两侧。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种复合型飞行器，其特征在于：内旋翼（25）的旋转平面与水平面的向前下方的夹角不大于8°。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种复合型飞行器，其特征在于：垂直尾翼（4）的固定段中间留空，该留空位置纵向竖直布置安装着一个电动竖向螺旋桨。