CN104276284B - 一种串列式扇翼飞行器布局 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞行器设计技术,涉及对串列式扇翼飞行器布局的改进。包括机身(1)、垂尾(2)、前翼盒(3)、左舵面(4)、左前扇翼(5)、右舵面(6)和右前扇翼(7);其特征在于:有一个左前旋转装置(8)和一个右前旋转装置(9),在机身(1)后部有左后扇翼(10)、左后旋转装置(11)、后翼盒(12)、右后旋转装置(13)和右后扇翼(14)。本发明提出了一种改进的串列式扇翼飞行器布局,实现了串列式扇翼飞行器的垂直起降或者悬停,提高了扇翼机的可操纵性。

Description

一种串列式扇翼飞行器布局
技术领域
[0001]本发明属于飞行器设计技术,涉及对串列式扇翼飞行器布局的改进。
背景技术
[0002]扇翼飞行器是通过在机翼上表面安装横流风扇,利用风扇旋转时产生的升力和推力进行飞行。该飞行器具有起降距离短、大迎角不失速、低速飞行稳定安全等优点。它的结构和操控系统比直升机简单,巡航效率高,比常规固定翼飞机起降距离短,低速飞行时装载能力大。目前的扇翼飞行器均采用正常式布局设计,它由机身、平尾、垂尾、翼盒、左舵面、左扇翼、右舵面和右扇翼组成。翼盒与机身的中部连接为整体,平尾和垂尾与机身的后部连接为整体,左舵面与左扇翼的翼梢连接,左扇翼的翼根与翼盒的左侧面连接为整体,右舵面与右扇翼的翼梢连接,右扇翼的翼与翼盒的右侧面连接为整体。其工作原理是:通过扇翼风扇的向后旋转产生推力,推动飞行器向前滑行;随着来流速度的增加,扇翼中的气流漩涡中心偏离扇翼旋转轴线,偏心的漩涡产生了升力,因此,扇翼飞行器可以在非常小的速度下实现飞行。其缺点是:第一、扇翼的推力与升力由一个部件产生,存在耦合的现象,不能实现垂直起降或者悬停;第二、由于扇翼的飞行速度较低,使用传统舵面进行控制的时候,存在舵面操作效率低下的问题,影响了扇翼机的可操纵性。
发明内容
[0003]本发明的目的是:提出一种改进的串列式扇翼飞行器布局,以便实现垂直起降或者悬停,提尚扇翼机的可操纵性。
[0004]本发明的技术方案是:一种串列式扇翼飞行器布局,包括机身1、垂尾2、前翼盒3、左舵面4、左前扇翼5、右舵面6和右前扇翼7 ;前翼盒3与机身I的前部连接为整体,垂尾2与机身I的后部上表面连接为整体,左舵面4与左前扇翼5的翼梢连接,右舵面6与右前扇翼7的翼梢连接;其特征在于:
[0005] (I)有一个左前旋转装置8和一个右前旋转装置9,左前旋转装置8的固定端与前翼盒3的左侧连接,左前旋转装置8的旋转端与左前扇翼5的翼根连接,左前旋转装置8上带有驱动和锁紧机构;右前旋转装置9的固定端与前翼盒3的右侧连接,右前旋转装置9的旋转端与右前扇翼7的翼根连接,右前旋转装置9上带有驱动和锁紧机构;在正常飞行状态,左前扇翼5和右前扇翼7处于展开状态,此时,左前扇翼5和右前扇翼7的轴线与机身I的轴线垂直;在起飞和降落状态,左前扇翼5和右前扇翼7处于向后收拢状态,此时,左前扇翼5和右前扇翼7的轴线与机身I的轴线平行;在从展开到收拢或者从收拢到展开的过程中,左前扇翼5和右前扇翼7保持同步运动;
[0006] (2)在机身I后部有左后扇翼10、左后旋转装置11、后翼盒12、右后旋转装置13和右后扇翼14;后翼盒12与机身I的后部连接为整体,左后旋转装置11的固定端与后翼盒12的左侧连接,左后旋转装置11的旋转端与左后扇翼10的翼根连接,左后旋转装置11上带有驱动和锁紧机构;右后旋转装置13的固定端与后翼盒12的右侧连接,右后旋转装置13的旋转端与右后扇翼14的翼根连接,右后旋转装置13上带有驱动和锁紧机构;在正常飞行状态,左后扇翼10和右后扇翼14处于展开状态,此时,左后扇翼10和右后扇翼14的轴线与机身I的轴线垂直;在起飞和降落状态,左后扇翼10和右后扇翼14处于向前收拢状态,此时,左后扇翼10和右后扇翼14的轴线与机身I的轴线平行;在从展开到收拢或者从收拢到展开的过程中,左后扇翼10和右后扇翼14保持同步运动,并且与左前扇翼5和右前扇翼7的展开运动或者收拢运动保持同步。
[0007]本发明的优点是:提出了一种改进的串列式扇翼飞行器布局,实现了串列式扇翼飞行器的垂直起降或者悬停,提高了扇翼机的可操纵性。
附图说明
[0008]图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0009]下面对本发明做进一步详细说明。参见图1,一种串列式扇翼飞行器布局,包括机身1、垂尾2、前翼盒3、左舵面4、左前扇翼5、右舵面6和右前扇翼7;前翼盒3与机身I的前部连接为整体,垂尾2与机身I的后部上表面连接为整体,左舵面4与左前扇翼5的翼梢连接,右舵面6与右前扇翼7的翼梢连接;其特征在于:
[0010] (I)有一个左前旋转装置8和一个右前旋转装置9,左前旋转装置8的固定端与前翼盒3的左侧连接,左前旋转装置8的旋转端与左前扇翼5的翼根连接,左前旋转装置8上带有驱动和锁紧机构;右前旋转装置9的固定端与前翼盒3的右侧连接,右前旋转装置9的旋转端与右前扇翼7的翼根连接,右前旋转装置9上带有驱动和锁紧机构;在正常飞行状态,左前扇翼5和右前扇翼7处于展开状态,此时,左前扇翼5和右前扇翼7的轴线与机身I的轴线垂直;在起飞和降落状态,左前扇翼5和右前扇翼7处于向后收拢状态,此时,左前扇翼5和右前扇翼7的轴线与机身I的轴线平行;在从展开到收拢或者从收拢到展开的过程中,左前扇翼5和右前扇翼7保持同步运动;
[0011] (2)在机身I后部有左后扇翼10、左后旋转装置11、后翼盒12、右后旋转装置13和右后扇翼14;后翼盒12与机身I的后部连接为整体,左后旋转装置11的固定端与后翼盒12的左侧连接,左后旋转装置11的旋转端与左后扇翼10的翼根连接,左后旋转装置11上带有驱动和锁紧机构;右后旋转装置13的固定端与后翼盒12的右侧连接,右后旋转装置13的旋转端与右后扇翼14的翼根连接,右后旋转装置13上带有驱动和锁紧机构;在正常飞行状态,左后扇翼10和右后扇翼14处于展开状态,此时,左后扇翼10和右后扇翼14的轴线与机身I的轴线垂直;在起飞和降落状态,左后扇翼10和右后扇翼14处于向前收拢状态,此时,左后扇翼10和右后扇翼14的轴线与机身I的轴线平行;在从展开到收拢或者从收拢到展开的过程中,左后扇翼10和右后扇翼14保持同步运动,并且与左前扇翼5和右前扇翼7的展开运动或者收拢运动保持同步。
[0012]本发明的工作原理是:在起飞或者降落状态,前扇翼向后收拢,后扇翼向前收拢,左右扇翼的旋转轴平行,叶片向机身内侧方向旋转,左前扇翼5和右前扇翼7转速一致,左后扇翼10和右后扇翼14转速一致,这样就使得左右扇翼的推力相互抵消,只保留升力,实现推力与升力的解耦达到垂直起降目的。而后扇翼转速的同步增加或者减小实现起飞或者降落状态对全机的俯仰控制。
[0013]在飞行状态的低速情况下,前扇翼向前展开,旋转轴线与机身垂直,后扇翼向后展开,旋转轴线与机身垂直。此时,通过前扇翼的左右差动实现低速情况下的滚转操纵,通过后扇翼转速的同步增加或者减小实现俯仰操纵,通过垂尾实现偏航操纵。
[0014]在飞行状态的高速情况下,前扇翼的转速保持同步,通过前扇翼的梢部的舵面实现滚转操纵,减小前扇翼动力的损失。
[0015]本发明的一个实施例,所采用的扇翼和旋转装置均为成品件。经试验,能够实现垂直起降和悬停功能,同时能通过调节扇翼转轮转速、舵面和垂直尾翼来完成飞行操纵,提高了现有扇翼飞行器的可操纵性以及安全性。

Claims (1)

1.一种串列式扇翼飞行器,包括机身(I)、垂尾(2)、前翼盒(3)、左舵面(4)、左前扇翼(5)、右舵面(6)和右前扇翼(7);前翼盒(3)与机身(I)的前部连接为整体,垂尾(2)与机身(I)的后部上表面连接为整体,左舵面(4)与左前扇翼(5)的翼梢连接,右舵面(6)与右前扇翼(7)的翼梢连接;其特征在于:有一个左前旋转装置(8)和一个右前旋转装置(9),左前旋转装置(8)的固定端与前翼盒(3)的左侧连接,左前旋转装置(8)的旋转端与左前扇翼(5)的翼根连接,左前旋转装置(8)上带有驱动和锁紧机构;右前旋转装置(9)的固定端与前翼盒(3)的右侧连接,右前旋转装置(9)的旋转端与右前扇翼(7)的翼根连接,右前旋转装置(9)上带有驱动和锁紧机构;在正常飞行状态,左前扇翼(5)和右前扇翼(7)处于展开状态,此时,左前扇翼(5)和右前扇翼(7)的轴线与机身(I)的轴线垂直;在起飞和降落状态,左前扇翼(5)和右前扇翼(7)处于向后收拢状态,此时,左前扇翼(5)和右前扇翼(7)的轴线与机身(I)的轴线平行;在从展开到收拢或者从收拢到展开的过程中,左前扇翼(5)和右前扇翼(7)保持同步运动; 在机身(I)后部有左后扇翼(10)、左后旋转装置(11)、后翼盒(12)、右后旋转装置(13)和右后扇翼(14);后翼盒(12)与机身(I)的后部连接为整体,左后旋转装置(11)的固定端与后翼盒(12)的左侧连接,左后旋转装置(11)的旋转端与左后扇翼(10)的翼根连接,左后旋转装置(11)上带有驱动和锁紧机构;右后旋转装置(13)的固定端与后翼盒(12)的右侧连接,右后旋转装置(13)的旋转端与右后扇翼(14)的翼根连接,右后旋转装置(13)上带有驱动和锁紧机构;在正常飞行状态,左后扇翼(10)和右后扇翼(14)处于展开状态,此时,左后扇翼(10)和右后扇翼(14)的轴线与机身(I)的轴线垂直;在起飞和降落状态,左后扇翼(10)和右后扇翼(14)处于向前收拢状态,此时,左后扇翼(10)和右后扇翼(14)的轴线与机身(I)的轴线平行;在从展开到收拢或者从收拢到展开的过程中,左后扇翼(10)和右后扇翼(14)保持同步运动,并且与左前扇翼(5)和右前扇翼(7)的展开运动或者收拢运动保持同步。
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