CN202728576U - 可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，该飞行器包括一组电动多旋翼动力***和一个总控制器，所述固定翼动力***与电动多旋翼动力***在结构上相互独立，该总控制器包括该固定翼控制***和用于控制该电动多旋翼动力***工作的电动多旋翼控制***，该总控制器还用于控制该固定翼控制***和电动多旋翼控制***单独工作或者协同工作；所述电动多旋翼动力***的旋翼旋转平面与机身中心轴平行；并且该主翼和机身为可拆卸连接，该尾翼和机身为可拆卸连接，以及该固定翼动力***和机身为可拆卸连接，该电动多旋翼动力***和机身为可拆卸连接。可以使用两个动力***混合工作，并且可以通过拆卸组装组成不同性能的飞行器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种飞行器，特别是涉及一种可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器。
背景技术
在航空领域常见的固定翼飞机，由于主要靠机翼产生升力平衡飞机重量，动力***主要用来克服飞机飞行阻力，因此远小于飞机重量的动力(推拉力)就可以让固定翼飞机离地升空。其飞行速度快，航程和巡航时间长，但起降距离长，要求高质量的跑道，严重影响和妨碍了固定翼飞机在偏远无专用机场地区的应用。
在航空领域常见的旋翼直升机，可以解决在狭小场地垂直起降的问题。在已知的旋翼飞行器中，除了常见的单桨直升机以外，还有多桨直升机，多桨直升机一般是通过变化桨的转速来改变飞行姿态的。如4桨旋翼直升机，4个桨相对于中心对称放置，其中有2个桨是顺时针旋转，还有2个桨是逆时针方向旋转。当飞机需要往一个方向转向时，只要改变增加其中2个顺时针/逆时针桨的转速，减少另外2个逆时针/顺时针桨的转速就可以改变航向。需要倾斜飞行时，只要减小飞行方向上的桨的转速，增加对称位置的桨的转速就能通过升力差向指定的方向飞行。
但直接和动力***相连的旋翼效率远不如固定翼飞机的机翼，因此功耗大。又因其前进速度主要靠旋翼桨盘通过倾斜盘的倾斜产生的分力提供，同时直升机前进飞行的阻力也较固定翼飞机大的多。因此其飞行速度，距离和续航时间都不如固定翼飞机。为此航空领域的技术人员一直在找寻能兼有固定翼飞机和直升机优点的飞行器。
单独的升力发动机在设计上简单，升力发动机在巡航时不工作，又占用机内体积，这是死重。减少或消除死重是垂直起落飞机一个急需解决的问题。将升力和巡航发动机合二为一，当然就消除了专用升力发动机的死重。巡航和升力发动机合二为一的最直接的方法，莫过于倾转喷气发动机，把发动机直接对着地面吹，当然就产生直接的升力。这么简单的道理，为什么不是垂直起落飞机的首选呢？首先，倾转发动机对发动机在飞机上的位置带来很大的限制，不光机翼、发动机的位置必须和飞机的重心一致，也基本上只有翼下或翼尖位置，这样，一旦部分升力发动机故障或瞬时出力不足，非对称升力容易引起灾难性的事故。倾转旋翼用同步轴解决这个问题，倾转喷气发动机就基本不可能在一侧发动机失效时，由另一侧发动机补偿。再说，发动机本身十分沉重，倾转机构谈何容易。还有，发动机对进气的要求很高，否则发动机效率直线下降，但发动机在倾转过程中，进气的条件很难保证。另外，垂直起落要求在短时间内产生大量的推力，巡航要求工作时间长但推力远远要不了那么多，两者之间在设计上很难协调。由发动机直接产生升力，没法取巧。从极端情况来说，滑跑起飞、用机翼产生升力，只需要很少的推力；但用喷气动力垂直起飞，至少需要1∶1的推重比，动力要求高得多。
在已知的具有可垂直起降功能且有固定翼飞机功能的飞行器中，大致分为以下几类。一、如图1，将涵道风扇和前行桨叶11结合起来的方案。如西科斯基的无人机Mariner，通用公司的XV-5等。这种飞行器的缺点是涵道增加了较重的重量，增加较多的迎风阻力，同时妨碍了机内载荷和设备的布置，或者减小了机翼的有效升力面积。
二、倾转动力实现垂直起降的固定翼飞机。如图2中的V22等，其中螺旋桨为12。这类飞机在起飞时动力装置的推(拉)力垂直地面使飞机垂直离地，然后在空中逐渐使动力装置的推(拉)力，转向飞机前进方向，使飞机像常规固定翼飞机一样向前飞行。但其转向机构复杂，造价贵，可靠性差，特别动力***转向时的(飞机无前进速度时)安定性和操纵性，一直是困扰航空技术人员的难题。
三、旋翼机翼共用飞机。如图3a-3c中波音公司的“蜻蜒”飞机。这类飞机机翼13可以变为旋翼使用，可以实现垂直起降。和倾转动力飞行器一样，也存在结构复杂，造价贵，可靠性差等问题。
四、如图4a-4c中底部安装升力发动机14的方案。这类飞机都是为了解决固定翼飞机垂直起降的问题，升力发动机只是为了实现垂直起降时的升力或者兼作一部分方向控制，不具备完全的直升机飞行模式，如多尼尔DO.231等飞机。
五、前苏联的雅克-38战机只有两台升力发动机和一台升力-巡航发动机，机体内的升力发动机也降低了单发失效对安全的威胁。但升力发动机安装在机体内，也是有其问题的。首先，炽热的喷气里发动机进气口很近，容易造成喷气回吸问题。第二，高速喷气在机体下延地面向两侧流动，而机体上方除升力发动机进气口附近外，空气相对静止，造成使机体向地面吸附的效果，即所谓suck down。另外，因为其要在甲板上垂直起落，其向下喷出的高温气体对甲板的烧蚀也相当严重，所以这种战机很不实用。
因此航空界迫切需要寻找一种结构简单、性能可靠的兼有固定翼飞机和旋翼直升机性能且在两种飞行模式之间能随时自由转换，并且可以通过拆卸组装组成不同性能的飞行器。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种结构简单、性能可靠的兼有固定翼飞机和旋翼直升机性能且在两种飞行模式之间能随时自由转换，并且可以通过拆卸组装组成不同性能的飞行器。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，包括一套固定翼飞机组件，该组件包括机身、主翼、尾翼、固定翼动力***以及固定翼控制***，该固定翼控制***包括固定翼动力控制***及固定翼舵面控制***，其特点在于，
该飞行器还包括一组电动多旋翼动力***和一个总控制器，所述固定翼动力***与电动多旋翼动力***在结构上相互独立，该总控制器包括该固定翼控制***和用于控制该电动多旋翼动力***工作的电动多旋翼控制***，该总控制器还用于控制该固定翼控制***和电动多旋翼控制***单独工作或者协同工作；所述电动多旋翼动力***的旋翼旋转平面与机身中心轴平行；
并且该主翼和机身为可拆卸连接，该尾翼和机身为可拆卸连接，以及该固定翼动力***和机身为可拆卸连接，该电动多旋翼动力***和机身为可拆卸连接。
优选地，所述主翼为标准主翼、加长翼展主翼或者飞翼主翼，所述加长翼展主翼的翼展比标准主翼的翼展长。
优选地，所述总控制器处于标准翼展复合飞行模式状态时，所述主翼为标准主翼。
优选地，所述总控制器处于长翼展复合飞行模式状态时，所述主翼为加长翼展主翼。
优选地，所述总控制器处于纯直升机飞行模式状态时，所述主翼、尾翼和固定翼动力***为拆除状态。
优选地，所述总控制器处于纯固定翼飞行模式状态时，所述电动多旋翼动力***为拆除状态，所述主翼为标准主翼或者加长翼展主翼。
优选地，所述总控制器还包括一用于控制飞行器在飞翼飞行模式下工作的飞翼控制***，所述总控制器处于飞翼飞行模式状态时，所述尾翼和电动多旋翼动力***为拆除状态，所述主翼为飞翼主翼。
优选地，该电动多旋翼控制***用于控制飞行器的升降、姿态和航向。
优选地，该电动多旋翼控制***用于通过增减所有旋翼的转速和/或螺距控制飞行器的升降。
优选地，该电动多旋翼控制***用于通过减小在飞行方向上相对于飞行器的重心靠前的旋翼的转速和/或螺距，同时增加在飞行方向上相对于飞行器的重心靠后的旋翼的转速和/或螺距，控制飞行器的姿态。
优选地，该电动多旋翼控制***用于通过增加与飞行器转向反向的旋翼的转速和/或螺距，减少与飞行器转向同向的旋翼的转速和/或螺距，控制飞行器的航向。
优选地，所述电动多旋翼动力***至少为四套，每套该***包括动力装置和与该动力装置连接的旋翼，所述各旋翼分别设置在该机身的两侧和机翼前后侧，相对于该该飞行器重心呈对称放置；或者所述各电动多旋翼动力***整体分别设置在该机身的两侧和机翼前后侧，相对于该飞行器重心呈对称放置。
优选地，所述每套电动多旋翼动力***或者旋翼均通过一支撑臂连接到该机身或者机翼上。
优选地，所述各套电动多旋翼动力***中的若干套***或者若干套旋翼共用一支撑臂连接到该机身或者机翼上。
优选地，所述动力装置为电机。
优选地，所述电动多旋翼控制***包括一旋翼桨叶位置控制单元，用于当电动多旋翼动力***关闭、固定翼动力***开启时，控制所述电动多旋翼动力***的旋翼桨叶位置始终保持与飞机飞行方向平行。以最大限度的减小飞行阻力，让飞行效率更高。
优选地，所述总控制器包括一第一协同工作模式控制器：用于控制在从多旋翼直升机飞行模式到固定翼飞行模式的转换过程中，由从悬停开始随着推进螺旋桨产生动力，飞行器产生水平运动，随着空速增加固定翼逐渐产生升力，同时多旋翼逐渐降低转速以降低旋翼升力从而维持总升力不变直至空速大于固定翼失速速度，以完成多旋翼直升机飞行模式到固定翼飞行模式的转换。
优选地，所述总控制器包括一第二协同工作模式控制器：用于控制在从固定翼飞行模式到多旋翼直升机飞行模式转换过程中，随着降低水平螺旋桨推力，当空速接近固定翼失速速度时，多旋翼将启动产生升力，随着空速的进一步降低多旋翼将增加转速从而增加升力以补偿固定翼部分的升力下降，从而达到总升力不变，当推进螺旋桨彻底停止转动空速降低为零时，彻底转换成多旋翼直升机飞行模式。
优选地，所述总控制器包括一第三协同工作模式控制器：用于控制在整个的起飞、飞行和降落过程中，该固定翼控制***和电动多旋翼控制***在总控制器的控制下全程协同工作。
优选地，所述固定翼动力***的螺旋桨位于机身前方、机身后部或机身两侧，或者前后方同时设置。
优选地，所述飞行器的尾翼结构为不带尾翼的飞翼式、
形、“T”字形、“V”形或“Λ”形。
优选地，所述固定翼动力***为电力动力***或者燃油动力***。
优选地，所述固定翼动力***的数量为单套或者多套。
本实用新型的积极进步效果在于：
本实用新型的复合飞行器不但兼有固定翼飞机和旋翼直升机的性能，而且因为具有可以相互独立控制的固定翼动力***和电动多旋翼动力***，所以能够在这两种飞行模式之间自由的转换，既可以像直升机一样垂直起降和飞行，可以像固定翼飞机一样起降和飞行，也可以在起降和飞行过程中使用两个动力***混合工作的模式实现。并且可以通过拆卸组装组成不同性能的飞行器，从而可以根据不同的使用环境最大限度的满足使用要求。
本实用新型因为采用了可以相互独立控制的动力***，相比于在一套动力***中即实现固定翼飞机又实现旋翼机的结构，本实用新型结构上更加简单，不需要很复杂的转向结构，也不会影响机内载荷和设备的布置。采用单独的电动多旋翼动力***有利于降低动力***的研制风险，通过适当的安排，在主发动机故障或战损时，升力发动机可以使飞机安全返航，实现了动力备份。
因为采用电动，所以重量增加很轻，从而使固定翼飞机模式时增加的死重(旋翼直升机部分的重量)很少。同时由于是电动动力方案，整个飞机噪音很小，旋翼直升机向下吹的气流无高温，比用传统发动机的其他飞行器更加环保。另外，采用电机作为动力装置，可以使电动多旋翼动力***的重量控制在整个飞机的20％以内，比采用传统的动力***要轻很多，从而使飞机更加易于控制，节省能量。
最后，本实用新型应用广泛，包括民航领域和军事领域，不仅适用于模型飞机、而且适用于无人驾驶飞机，以及载人飞机等等。
附图说明
图1为现有的将涵道风扇和前行桨叶结合起来的飞行器结构示意图。
图2为现有的倾转动力实现垂直起降的飞行器结构示意图。
图3a-3c为现有的旋翼机翼共用的飞行器结构示意图。
图4a-4c为现有的底部安装升力发动机的飞行器结构示意图。
图5为本实用新型的第一实施例的飞行器结构示意图，图中示出了标准翼展复合飞行模式的状态。
图6为本实用新型的飞行器的动力控制***的结构示意图。
图7-13为本实用新型的不同尾翼类型的飞行器结构示意图。
图14、15为本实用新型的第二实施例的飞行器结构示意图，图中示出了标准翼展复合飞行模式的状态。
图16为本实用新型的飞行器的升降、姿态和航向控制示意图。
图17为本实用新型的第三实施例的飞行器结构示意图，图中示出了长翼展复合飞行模式的状态。
图18为本实用新型的第四实施例的飞行器结构示意图，图中示出了纯直升机飞行模式的状态。
图19为本实用新型的第五实施例的飞行器结构示意图，图中示出了纯固定翼飞行模式的状态。
图20为本实用新型的第六实施例的飞行器结构示意图，图中示出了飞翼飞行模式的状态。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
第一实施例
如图5所示为本实用新型的一种固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其包括一套固定翼飞机组件，该组件包括机身1、主翼2、尾翼3和固定翼动力***4(也称固定翼飞机动力***)，即为固定翼飞机组件提供动力的***。本领域技术人员应当理解，全文中出现的主翼和固定翼所指的是同一个部件，叫做固定翼是相对于旋翼来讲的；叫做主翼，是从飞机的结构组成上来说，相对于尾翼来讲的。在该固定翼飞机组件的基础上，增加了四套电动多旋翼动力***5，即为起到旋翼机功能的组件提供动力的***，但不限于四套，而电动多旋翼动力***5可以采用现有的直升机具体组成和结构，所以不再赘述。所述电动多旋翼动力***的旋翼旋转平面与水平面平行，此处的平行包括接近于平行的情况，比如机身与水平面的俯仰角在10°的范围内。本领域技术人员应当理解，全文中出现的平行、垂直和水平等术语也包括接近于平行、垂直和水平的情况，并非仅仅指几何意义上绝对的平行、垂直和水平。而电动多旋翼动力***5包括动力装置和旋翼，可以把旋翼分别设置在该机身的两侧和主翼前后侧，相对于该机身呈对称放置，将动力装置设置于机身上。或者将整套电动多旋翼动力***5分别设置在该机身的两侧和主翼前后侧，相对于该机身呈对称放置。这样的设置保证了飞行器整体重心处于机身的中心线上，使飞机在起降和飞行过程中始终保持平衡，不影响其工作状态。当然，也可以采用其他的位置设置，只要能达到前述效果的设置方式皆可。本实施例中，每套电动多旋翼动力***5整体地或者旋翼单独地通过一支撑臂6连接到主翼2上，当然在其他实施例中，也可以将各套电动多旋翼动力***中的若干套***或者旋翼共用一支撑臂连接到机身或者机翼上。
本实施例中，主翼2、尾翼3、固定翼动力***4和电动多旋翼动力***5，和机身1都是可拆卸连接，这种可拆卸连接可以采用本领域现有的技术来实现，比如螺纹连接或者卡扣等，在此不做赘述。本实施例中的飞行器是对应的标准翼展快速飞行方案，主翼2为标准主翼(标准主翼为本领域通用的技术术语)，使用较小的飞机升力面积和较大的翼载荷，从而得到较快的飞行速度和适中的续航时间，并把总控制器切换到标准翼展复合飞行模式。其中，将总控制器切换到各种飞行模式(例如第二实施例到第六实施例中的飞行模式)，其技术上的具体实现均可通过现有的电子控制方式或者软件方式来实现，在此不做赘述。
本实施例中的电动多旋翼动力***采用电动动力***，包括电机和与该电机连接的旋翼，可以根据实际情况决定是否添加变速箱。因为采用电动，所以重量增加很轻，从而使固定翼飞机模式时增加的死重(旋翼直升机部分的重量)很少。同时由于是电动动力方案，整个飞机噪音很小，旋翼直升机向下吹的气流无高温，比用传统发动机的其他飞行器更加环保。而固定翼动力***的动力也可以采用电动或者其他动力。固定翼动力***的数量可以为单套或者多套，固定翼动力***的螺旋桨位于机身前方、机身后部或机身两侧，或者前后方同时设置均可。
为保证本实用新型的飞行器在两种模式之间自由的切换，从结构上来讲固定翼动力***与电动多旋翼动力***相互独立设置，配备一个总控制器7以实现在两种模式之间的切换控制。该总控制器7包括一固定翼控制***71，该固定翼控制***包括固定翼动力控制***，用于控制固定翼动力***；以及固定翼舵面控制***。因为固定翼控制***可以采用现有的固定翼飞机的控制***结构和组成来实现，所以不做赘述。
该总控制器7还包括一用于控制该电动多旋翼动力***5工作的电动多旋翼控制***72，该总控制器7还用于控制该固定翼控制***71和电动多旋翼控制***72单独工作或者协同工作。这里，固定翼控制***71单独工作时对应的是固定翼飞机模式，电动多旋翼控制***72单独工作时对应的是直升机模式，用于控制飞行器的升降、姿态和航向，而两个***协同工作时称之为固定翼飞机直升机混合模式。
为便于本领域技术人员的理解，下面从整个飞机的起降过程和飞行过程来详细描述这三种模式的具体工作原理。需要明确的是，飞行过程是指飞机在起飞之后降落之前的水平飞行过程，而升降过程是指飞机起飞和降落的过程。
其中起降过程可以采用直升机模式、固定翼飞机模式或者混合模式：
1、在直升机模式起降时，关闭固定翼动力***，开启4组(或者更多组)的电动多旋翼动力***，电动多旋翼控制***通过增减所有旋翼的转速和/或螺距控制飞行器的垂直起降。使用垂直起降功率消耗较大，但使用电动多旋翼动力***时间很短，起降消耗能量占整个飞行能耗能量比例不大，故是此飞行器主要起降模式，此时飞机像一般直升机一样起降。如图16，升降时4个旋翼全部增加或者减小转速。
2、在固定翼飞机模式起降时，关闭4组(或者更多组)电动多旋翼动力***，只开启固定翼动力***，飞机就可以像一般固定翼飞机一样在跑道上起降。
3、在混合模式起降时，固定翼动力***和电动多旋翼动力***都开启。优缺点介于直升机模式和固定翼飞机模式之间。
在混合模式起飞过程中，可以使两种动力***同时工作，这样提供的升力就远远大于单独一个动力***提供的升力，从而应用范围更加广泛，尤其是飞机载荷很大的情况。比如战斗机在起飞时装满了油和武器装备，传统的战斗机只是通过定翼动力***提供动力实现起飞，动力有限，起飞速度慢，而本实用新型中同时电动多旋翼动力***也提供动力，则动力大大增加，起飞速度很快。
在混合模式起飞过程中，对于跑道长度不够的情况也适用。比如正常的跑道长度是500米，而某些场合受到地理环境的限制，跑道长度无法达到500米，比如山区等不平坦地区或者***的甲板上，例如跑道长度只有250米，此时就可以用混合模式在跑道上滑行起飞，最终实现短距离起飞。
而飞行过程也可以采用直升机模式、固定翼飞机模式和混合模式：
1、在直升机模式飞行时，关闭固定翼动力***、开启4组(或以上)电动多旋翼动力***，飞行器可以完成所有直升机的功能，从而能完成航拍、固定位置侦查等任务，此时飞机像一般直升机一样飞行。其中，电动多旋翼控制***通过减小在飞行方向上相对于飞行器的重心靠前的旋翼的转速和/或螺距，同时增加在飞行方向上相对于飞行器的重心靠后的旋翼的转速和/或螺距，来控制飞行器的姿态。如图16，向左侧飞时：旋翼5a、5c增速，旋翼5、5b减速。向右侧飞时：旋翼5、5b增速，旋翼5a、5c减速。
电动多旋翼控制***通过增加与飞行器转向反向的旋翼的转速和/或螺距，减少与飞行器转向同向的旋翼的转速和/或螺距，控制飞行器的航向。如图16，左转向时：旋翼5、5c增速，旋翼5a、5b减速；右转向时：旋翼5a、5b增速，旋翼5、5c减速；前飞：旋翼5b、5c增速，旋翼5、5a减速；后飞：旋翼5、5a增速，旋翼5b、5c减速。
具体来讲，就是使其中一半的旋翼顺时针方向旋转，另一半旋翼逆时针方向旋转，在直升机模式下，可以利用电子陀螺控制4个旋翼的转速，形成一个稳定的旋翼直升机飞行平台。通过改变旋翼转速，改变4个旋翼的升力和扭矩，从而控制旋翼直升机向各个方向的飞行及转向。其中电子陀螺为本领域常用的装置，技术人员可根据具体需要自己选择其类型。
2、在固定翼飞机模式飞行时，关闭4组(或者更多组)旋翼，只开启固定翼动力***。可以完成所有固定翼飞机的功能。优点是功耗小，飞行距离和时间长。此模式是此飞行器的主要飞行模式，此时飞机像一般固定翼飞机一样飞行。
3、在混合模式飞行时，固定翼动力***和电动多旋翼动力***都开启。优缺点介于直升机模式和固定翼飞机模式之间。
在混合模式中，为了保证旋翼部分停止转动以后保持和飞行器飞行方向平行，以最大限度的减小飞行阻力，让飞行效率更高。也可以在电动多旋翼控制***中添加一旋翼桨叶位置控制单元721，用于当电动多旋翼动力***关闭、固定翼动力***开启时，控制所述电动多旋翼动力***的旋翼桨叶位置始终保持与飞机飞行方向平行。
在混合模式中，前述两个动力***协同工作的一种情形为：在从直升机模式飞行到固定翼模式飞行的转换过程中，由从悬停开始随着推进螺旋桨产生动力，飞行器产生水平运动，随着空速增加固定翼逐渐产生升力，同时多旋翼逐渐降低转速以降低旋翼升力从而维持总升力不变直至空速大于固定翼失速速度，以完成直升机模式飞行到固定翼模式飞行的转换。
在混合模式中，前述两个动力***协同工作的另一种情形为：在从固定翼模式飞行到直升机模式飞行的转换过程中，随着降低水平螺旋桨推力，当空速接近固定翼失速速度时，多旋翼将启动产生升力，随着空速的进一步降低多旋翼将增加转速从而增加升力以补偿固定翼部分的升力下降，从而达到总升力不变，当推进螺旋桨彻底停止转动空速降低为零时，彻底转换成直升机模式飞行。协同工作的又一种情形为：在整个的起飞、飞行和降落过程中，该固定翼控制***和电动多旋翼控制***在总控制器的控制下全程协同工作。以上三种情形可以分别通过三个协同工作模式控制器来实现。
以上提到的总控制器、各控制***和各控制单元的具体制作与实现均可通过现有的电子控制方式或者软件方式来实现，在此不做赘述。
如图7-13所示，本实用新型的固定翼飞机组件的尾翼结构还可以为其他类型，如不带尾翼的飞翼式、
形、
“T”字形、“V”形或“Λ”形等等。
第二实施例
如图14、15，本实施例与第一实施例的不同之处主要在于：本实施例中有6套电动多旋翼动力***，其中4套安装在主翼上，而另外两套安装在机身上靠近尾翼的位置处。图15中的飞机尾部安装有喷气装置8，可以以喷气为动力推进飞机向前飞行。其余部分与第一实施例基本相同。
第三实施例
如图17，本实施例与第一实施例的不同之处主要在于：将第一实施例中的标准主翼拆掉，安装上长主翼2(也即加长翼展主翼，为本领域通用的技术术语)，使用较大的飞机升力面积和展弦比以及较小的翼载荷和诱导阻力，从而得到适中的飞行速度和较长的续航时间，并把总控制器切换到长翼展复合飞行模式。其余部分与第一实施例基本相同。
第四实施例
如图18，本实施例与第一实施例的不同之处主要在于：拆除第一实施例中的飞行器的定翼机动力***4，尾翼3和主翼2，并把总控制器切换到纯直升机飞行模式，可以解决在狭小场地垂直起降的问题。其余部分与第一实施例基本相同。
第五实施例
如图19，本实施例与第一实施例的不同之处主要在于：拆除电动多旋翼动力***5，所用的主翼2可以是长主翼或标准主翼，本实施例中显示的是标准主翼，并把总控制器切换到纯固定翼飞行模式。这种模式下主要靠机翼产生升力平衡飞机重量，动力***主要用来克服飞机飞行阻力，因此远小于飞机重量的动力(推拉力)就可以让固定翼飞机离地升空。其飞行速度快，航程和巡航时间长。其余部分与第一实施例基本相同。
第六实施例
如图20，本实施例与第一实施例的不同之处主要在于：拆除尾翼3和电动多旋翼动力***5，再在机身上装上飞翼主翼2，将总控制器切换到飞翼飞行模式，这种模式适用于需要使用飞翼机的场合。其余部分与第一实施例基本相同。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (22)
1.一种可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，包括一套固定翼飞机组件，该组件包括机身、主翼、尾翼、固定翼动力***以及固定翼控制***，该固定翼控制***包括固定翼动力控制***及固定翼舵面控制***，其特征在于，
该飞行器还包括一组电动多旋翼动力***和一个总控制器，所述固定翼动力***与电动多旋翼动力***在结构上相互独立，该总控制器包括该固定翼控制***和用于控制该电动多旋翼动力***工作的电动多旋翼控制***，该总控制器还用于控制该固定翼控制***和电动多旋翼控制***单独工作或者协同工作；所述电动多旋翼动力***的旋翼旋转平面与机身中心轴平行；
并且该主翼和机身为可拆卸连接，该尾翼和机身为可拆卸连接，以及该固定翼动力***和机身为可拆卸连接，该电动多旋翼动力***和机身为可拆卸连接。
2.如权利要求1所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述主翼为标准主翼、加长翼展主翼或者飞翼主翼，所述加长翼展主翼的翼展比标准主翼的翼展长。
3.如权利要求2所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述总控制器处于标准翼展复合飞行模式状态时，所述主翼为标准主翼。
4.如权利要求2所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述总控制器处于长翼展复合飞行模式状态时，所述主翼为加长翼展主翼。
5.如权利要求2所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述总控制器处于纯直升机飞行模式状态时，所述主翼、尾翼和固定翼动力***为拆除状态。
6.如权利要求2所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述总控制器处于纯固定翼飞行模式状态时，所述电动多旋翼动力***为拆除状态，所述主翼为标准主翼或者加长翼展主翼。
7.如权利要求2所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述总控制器还包括一用于控制飞行器在飞翼飞行模式下工作的飞翼控制***，所述总控制器处于飞翼飞行模式状态时，所述尾翼和电动多旋翼动力***为拆除状态，所述主翼为飞翼主翼。
8.如权利要求7所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，该电动多旋翼控制***通过增减所有旋翼的转速和/或螺距控制飞行器的升降。
9.如权利要求7所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，该电动多旋翼控制***通过减小在飞行方向上相对于飞行器的重心靠前的旋翼的转速和/或螺距，同时增加在飞行方向上相对于飞行器的重心靠后的旋翼的转速和/或螺距，控制飞行器的姿态。
10.如权利要求7所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，该电动多旋翼控制***通过增加与飞行器转向反向的旋翼的转速和/或螺距，减少与飞行器转向同向的旋翼的转速和/或螺距，控制飞行器的航向。
11.如权利要求1所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述电动多旋翼动力***至少为四套，每套该***包括动力装置和与该动力装置连接的旋翼，所述各旋翼分别设置在该机身的两侧和机翼前后侧，相对于该该飞行器重心呈对称放置；或者所述各电动多旋翼动力***整体分别设置在该机身的两侧和机翼前后侧，相对于该飞行器重心呈对称放置。
12.如权利要求11所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述每套电动多旋翼动力***或者旋翼均通过一支撑臂 连接到该机身或者机翼上。
13.如权利要求11所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述各套电动多旋翼动力***中的若干套***或者若干套旋翼共用一支撑臂连接到该机身或者机翼上。
14.如权利要求11所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述动力装置为电机。
15.如权利要求1所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述电动多旋翼控制***包括一旋翼桨叶位置控制单元，用于当电动多旋翼动力***关闭、固定翼动力***开启时，控制所述电动多旋翼动力***的旋翼桨叶位置始终保持与飞机飞行方向平行。
16.如权利要求1所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述总控制器包括一第一协同工作模式控制器：用于控制在从多旋翼直升机飞行模式到固定翼飞行模式的转换过程中，由从悬停开始随着推进螺旋桨产生动力，飞行器产生水平运动，随着空速增加固定翼逐渐产生升力，同时多旋翼逐渐降低转速以降低旋翼升力从而维持总升力不变直至空速大于固定翼失速速度，以完成多旋翼直升机飞行模式到固定翼飞行模式的转换。
17.如权利要求1所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述总控制器包括一第二协同工作模式控制器：用于控制在从固定翼飞行模式到多旋翼直升机飞行模式转换过程中，随着降低水平螺旋桨推力，当空速接近固定翼失速速度时，多旋翼将启动产生升力，随着空速的进一步降低多旋翼将增加转速从而增加升力以补偿固定翼部分的升力下降，从而达到总升力不变，当推进螺旋桨彻底停止转动空速降低为零时，彻底转换成多旋翼直升机飞行模式。
18.如权利要求1所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述总控制器包括一第三协同工作模式控制器：用于控制 在整个的起飞、飞行和降落过程中，该固定翼控制***和电动多旋翼控制***在总控制器的控制下全程协同工作。
19.如权利要求1所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述固定翼动力***的螺旋桨位于机身前方、机身后部或机身两侧，或者前后方同时设置。
20.如权利要求1所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述飞行器的尾翼结构为不带尾翼的飞翼式、“T”字形、“V”形或“Λ”形。
21.如权利要求1所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述固定翼动力***为电力动力***或者燃油动力***。
22.如权利要求1-21任意一项所述的可变形的固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，其特征在于，所述固定翼动力***的数量为单套或者多套。
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