CN205022861U - 垂直起降固定翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述的一种垂直起降固定翼飞行器，包括机身、尾翼和带有倾转机构的动力装置，所述带有倾转机构的动力装置包括固定桨距螺旋桨、发动机、发动机舱、滑流舵、机翼、倾转机翼和舵机，发动机安装于发动机舱内，固定桨距螺旋桨与发动机的输出轴连接，倾转机翼一端固定连接于发动机舱上，另一端可转动的连接于机翼上，滑流舵活动连接于倾转机翼上，舵机驱动所述滑流舵，所述带有倾转机构的动力装置对称设置于机身两侧，且为机翼水平设置，所述机身头部设有通孔，通孔内设函道风扇。本实用新型飞行器旋翼和飞行器的尺寸较小，且省去复杂的自动倾斜器和周期变距装置，结构简单，降低了配平的难度和飞行控制***的复杂度，***可靠性高、成本低。

Description

垂直起降固定翼飞行器

技术领域

本实用新型涉及飞行器领域，特别涉及一种垂直起降固定翼飞行器。

背景技术

21世纪以来，越来越多的飞机研制商把目光投向了垂直起降的固定翼飞机，这类飞机具有与直升机相似的功能，不需要借助跑道就能垂直起飞和降落，不同的是，这类飞机在空中能够从悬停状态通过动力倾转平飞加速并过渡到固定翼的飞行模式。

目前，实用的垂直起降固定翼飞机主要是AV-8鹞式战斗机、V-22鱼鹰倾转旋翼飞机、F-35战机。AV-8鹞式战机采用的是飞马发动机，在喷气式发动机基础上采用了排气喷管可旋转的推力换向方案，在实际使用中，这型飞机经常出现可靠性问题，也被称为“寡妇飞机”。V-22鱼鹰式倾转旋翼机是由美国贝尔公司和波音公司联合设计制造的一款倾转旋翼机，也是一款中型运输机。它通过倾转机翼两端翼尖的两个直升机旋翼而实现旋翼在垂直和水平方向之间的转换，从而较完美地将直升机和固定翼飞机的特点融为一体。在垂直起降状态下，两个旋翼拉力方向垂直于地面，利用自动倾斜器保持机体纵向的姿态稳定。V-22鱼鹰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，是一种军民两用的高新技术产品。目前，其主要用于军事需求，并能赋予战场指挥官更多的选择和更大的灵活性。它不需要专门的机场和跑道，维修简单，生存力强，特别适用于进行特种作战，可大大提高军队人员投送，布防，解救人质，灾难救援等行动的速度。

然而，由于V-22鱼鹰采用了两个直升机旋翼，在垂直起降模式下，旋翼需要自动倾斜器来控制飞行器姿态的稳定，增加了控制的难度，并且桨叶采用周期变距装置，也增加了成本；且鱼鹰在垂直起降模式下,旋翼滑流正面吹在机翼翼面之上,造成很大的压差阻力损失,并迫使机翼增加结构强度,进而导致飞行器结构重量增加，降低了飞机的性能。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种体积小、结构简单的垂直起降固定翼飞行器。

解决上述技术问题的具体技术方案如下：

一种垂直起降固定翼飞行器，包括机身、尾翼和带有倾转机构的动力装置，所述带有倾转机构的动力装置包括固定桨距螺旋桨、发动机、发动机舱、滑流舵、机翼、倾转机翼和舵机，发动机安装于发动机舱内，固定桨距螺旋桨与发动机的输出轴连接，倾转机翼一端固定连接于发动机舱上，另一端可转动的连接于机翼上，滑流舵活动连接于倾转机翼上，舵机驱动所述滑流舵，所述带有倾转机构的动力装置对称设置于机身两侧，且为机翼水平设置，所述机身头部设有通孔，通孔内设函道风扇，用于给垂直起降固定翼飞行器提供一个向上的升力。

其中，所述滑流舵轴连接或铰链连接于倾转机翼的端部，并位于远离所述固定桨距螺旋桨的一端。

其中，还包括转轴，转轴一端可转动的连接于机翼上，另一端固定连接于倾转机翼上。

其中，所述机翼的长度为固定桨距螺旋桨直径的35％-55％。

其中，所述机翼包括主机翼和襟翼，襟翼活动连接于主机翼的一侧，主机翼可转动连接于倾转机翼上。

其中，所述襟翼铰接于主机翼的一侧。

其中，所述函道风扇的直径为机身最大宽度的30％-40％。

其中，所述带有倾转机构的动力装置的数量为2个。

其中，所述尾翼为T型尾翼。

本实用新型所述的垂直起降固定翼飞行器具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型所述的飞行器，采用前置函道风扇和带有倾转机构的动力装置，其显著减小了旋翼和垂直起降固定翼飞行器的尺寸，同时省去了复杂的自动倾斜器和周期变距装置，结构简单，降低了配平的难度和飞行控制***的复杂度，提高了***的可靠性，减少了制造成本；该飞行器具有垂直起降功能，可以不借助跑道起飞和降落，在通航、测绘、巡逻、运输、警戒方面可以发挥很大的作用，也可作为面向民航市场的小型通用飞机。

2、本实用新型所述的飞行器，在飞机垂直起降的状态时，机身两侧的带有倾转机构的动力装置，旋转至发动机轴线垂直于水平面的方向，定桨距螺旋桨向上提供升力，前置的函道风扇启动，提供一部分升力，并通过函道风扇转速的变化来改变飞机的俯仰运动，实现飞机俯仰配平；在发动机倾转过程中，通过控制机身两侧发动机的转速来改变两侧螺旋桨的拉力，以控制飞机滚转的运动，使其滚转运动稳定；通过滑流舵的偏转来控制飞行器偏航方向的运动，并使其偏航稳定；当发动机旋转至向前平飞位置时，滑流舵可代替副翼，通过差动使气流偏转，产生飞行器的滚转力矩，控制飞行器的滚转运动，这样使得机翼上可采用大面积的襟翼，在起降过程中对飞机起到更好的增生效果，大大增加了飞机的升力系数，在起飞时有利于飞行器更快地达到平飞状态。

3、本实用新型所述飞行器，还采用T型尾翼，在实现固定翼飞行器能够平稳地保持垂直起降的悬停状态的同时，能够使飞行器的发动机在向前飞状态倾转的过程中保持飞机姿态稳定，并使得飞机最终能进入固定翼平飞状态。

4、本实用新型所述飞行器，在垂直起降状态下，由于固定桨距螺旋桨产生向下的风全部在倾转机翼的范围内，不会再在机翼的位置出现向下的风，从而使得机翼只承受固定桨距螺旋桨产生向上的拉力，而不用再去承受风向下产生的阻力，显著减少了机翼对固定桨距螺旋桨气流产生的阻力损耗，从而使得固定桨距螺旋桨产生的风全部被利用，提高了固定桨距螺旋桨功率的输出效率。

附图说明

图1为本实用新型所述的垂直起降固定翼飞行器的结构示意图。

图2为本实用新型所述的垂直起降固定翼飞行器平飞状态时的结构示意图。

图3为本实用新型所述的垂直起降固定翼飞行器的发动机倾转至与水平面呈45°时的结构示意图。

附图说明

1、机身；2、倾转机翼；3、发动机舱；4、固定桨距螺旋桨；5、主机翼；6、襟翼；7、函道风扇；8、尾翼；9、水平尾翼；10、垂直尾翼；11、机身连接部；12、滑流舵。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例1

本实施例所述的垂直起降固定翼飞行器，参见图1-3，其包括机身1、尾翼8和2个带有倾转机构的动力装置，所述带有倾转机构的动力装置包括固定桨距螺旋桨4、发动机(图中未画出)、滑流舵12、机翼、倾转机翼2、发动机舱3和舵机(图中未画出)，发动机安装于发动机舱3内，固定桨距螺旋桨4与发动机的输出轴连接，倾转机翼2一端固定连接于发动机舱3上，另一端可转动的连接于机翼上，滑流舵12活动连接于倾转机翼2上，舵机驱动所述滑流舵12，所述带有倾转机构的动力装置对称设置于机身1两侧，并通过连接部连接到机身1上，且为机翼水平设置，所述机身1头部设有通孔，通孔内设函道风扇7，用于给垂直起降固定翼飞行器提供一个向上的升力。

在具体实施例中，所述滑流舵12轴连接或铰链连接于倾转机翼2的端部，并位于远离所述固定桨距螺旋桨4的一端。

在具体实施例中，还包括转轴，转轴一端可转动的连接于机翼上，另一端固定连接于倾转机翼2上。

在具体实施例中，所述机翼包括主机翼5和襟翼6，襟翼6活动连接于主机翼5的一侧，主机翼5可转动连接于倾转机翼2上。

在具体实施例中，所述函道风扇7的直径为机身1最大宽度的30％-40％。

在飞机垂直起降的状态时，机身1两侧的带有倾转机构的动力装置，旋转至与发动机轴线垂直于水平面的方向，定桨距螺旋桨向上提供升力，前置的函道风扇7启动，提供一部分升力，并通过函道风扇7转速的变化来改变飞机的俯仰运动，实现飞机俯仰配平；在发动机倾转过程中，通过控制机身1两侧发动机的转速来改变两侧螺旋桨的拉力，以控制飞机滚转的运动，使其滚转运动稳定；通过滑流舵12的偏转来控制飞行器偏航方向的运动，并使其偏航稳定；当发动机旋转至向前平飞位置时，滑流舵12可代替副翼，通过差动使气流偏转，产生飞行器的滚转力矩，控制飞行器的滚转运动，这样使得机翼上可采用大面积的襟翼6，在起降过程中对飞机起到更好的增生效果，大大增加了飞机的升力系数，在起飞时有利于飞行器更快地达到平飞状态。本实施例中采用T型尾翼8(即包括水平尾翼10和垂直尾翼9)，在实现固定翼飞行器能够平稳地保持垂直起降的悬停状态的同时，能够使飞行器的发动机在向前飞状态倾转的过程中保持飞机姿态稳定，并使得飞机最终能进入固定翼平飞状态。

在具体实施例中，所述机翼的长度为固定桨距螺旋桨4直径的35％-55％。

优选的，所述机翼的长度为固定桨距螺旋桨4直径的40％-50％。

更有选的，所述机翼的长度为固定桨距螺旋桨4直径的40％-45％。

在具体实施例中，所述带有倾转机构的动力装置还包括转轴，转轴一端可转动的连接于机翼上，另一端固定连接于倾转机翼2上。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润色，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，包括机身、尾翼和带有倾转机构的动力装置，所述带有倾转机构的动力装置包括固定桨距螺旋桨、发动机、发动机舱、滑流舵、机翼、倾转机翼和舵机，发动机安装于发动机舱内，固定桨距螺旋桨与发动机的输出轴连接，倾转机翼一端固定连接于发动机舱上，另一端可转动的连接于机翼上，滑流舵活动连接于倾转机翼上，舵机驱动所述滑流舵，所述带有倾转机构的动力装置对称设置于机身两侧，且为机翼水平设置，所述机身头部设有通孔，通孔内设函道风扇，用于给垂直起降固定翼飞行器提供一个向上的升力。

2.根据权利要求1所述的垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，所述滑流舵轴连接或铰链连接于倾转机翼的端部，并位于远离所述固定桨距螺旋桨的一端。

3.根据权利要求2所述的垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，还包括转轴，转轴一端可转动的连接于机翼上，另一端固定连接于倾转机翼上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，所述机翼的长度为固定桨距螺旋桨直径的35％-55％。

5.根据权利要求1-3任一项所述的垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，所述机翼包括主机翼和襟翼，襟翼活动连接于主机翼的一侧，主机翼可转动连接于倾转机翼上。

6.根据权利要求5所述的垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，所述襟翼铰接于主机翼的一侧。

7.根据权利要求1-3任一项所述的垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，所述函道风扇的直径为机身最大宽度的30％-40％。

8.根据权利要求1-3任一项所述的垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，所述带有倾转机构的动力装置的数量为2个。

9.根据权利要求1-3任一项所述的垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，所述尾翼为T型尾翼。