CN106828885A - 一种采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机 - Google Patents

一种采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，包括机身、左、右机翼、左、右旋翼以及尾翼，在所述机身的中后部上开设有至少一进风口，所述机身的尾端设置有一与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接的用于控制飞机偏航和俯仰姿态的喷气机构，所述机身的尾部内构成有一沿机身轴线方向延伸并将所述进风口与喷气机构连通的喷气涵道，在所述机身的尾部位于所述喷气涵道内安装有一与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上安装有一螺旋桨。本发明采用喷气形式控制飞机的三轴姿态更加方便可靠，反应速度快，防止陀螺效应产生，控制稳定性高。

Description

一种采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机
技术领域
本发明涉及倾转旋翼机技术领域，尤其涉及一种采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机。
背景技术
倾转旋翼机是一种将固定翼飞机和直升机特点融为一体的新型飞行器，有人形象地称其为空中“混血儿”，其可以像直升机一样垂直起降，亦能像普通飞机一样高速飞行。
参见图1和图2，图中给出的是现有的一种倾转旋翼机，其包括机身10、横向设置在机身10中部两侧的左、右机翼20a、20b、设置在左、右机翼20a、20b的端部上的左、右旋翼30a、30b以及设置在机身10的尾部上的尾翼40。这种倾转旋翼机的三轴姿态控制全部由左、右旋翼30a、30b上的螺旋桨31a、310b的桨距调整来实现，但由于螺旋桨31a、310b的直径很大，造成高速旋转时转动惯量很大，因此在改变螺旋桨31a、310b的轴线方向时所产生的陀螺效应非常大。此外，由于螺旋桨31a、310b本身负载较大，造成在改变其轴线方向时反应较慢，不会太敏捷，同时由于姿态的三个轴向调整会相互影响的。上述因素会造成这种倾转旋翼机的操纵比较困难，飞行自动控制系统非常复杂。
为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有的倾转旋翼机存在不便于飞机的三轴姿态控制、反应速度慢、陀螺效应大、飞行自动控制系统复杂等问题，而提供一种便于飞机的三轴姿态控制、反应速度快、避免产生陀螺效应、简化飞行自动控制系统、稳定性高的采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，包括机身、横向设置在所述机身中部两侧的左、右机翼、分别设置在所述左、右机翼的端部上的左、右旋翼以及设置在所述机身的尾部上的尾翼；其特征在于，在所述机身的中后部上开设有至少一进风口，所述机身的尾端设置有一与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接的用于控制飞机偏航和俯仰姿态的喷气机构，所述机身的尾部内构成有一沿机身轴线方向延伸并将所述进风口与喷气机构连通的喷气涵道，在所述机身的尾部位于所述喷气涵道内安装有一与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上安装有一螺旋桨。
在本发明的一个优选实施例中，所述喷气机构包括：
至少三个周向均匀间隔开设在所述机身的尾端圆周面上的第一喷气口，每一第一喷气口的中心轴线垂直于机身轴线，每一第一喷气口通过所述喷气涵道与所述进风口连通；以及
设置在每一第一喷气口处且分别与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接的用于控制相对应的第一喷气口开度的活动挡板。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一喷气口的数量为三个，其中一个第一喷气口位于所述机身的尾端圆周面的正上方位置。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一喷气口的数量为四个，这四个第一喷气口分别位于所述机身的尾端圆周面的上、下、左、右位置。
在本发明的一个优选实施例中，所述喷气机构包括：
机身的尾端部分，所述机身的尾端部分在所述倾转旋翼机的飞机控制系统的控制下可沿着机身轴线进行旋转；以及
一开设在所述机身的尾端部分的圆周面上的第二喷气口，所述第二喷气口的中心轴线垂直于机身轴线，所述第二喷气口通过所述喷气涵道与所述进风口连通。
在本发明的一个优选实施例中，所述螺旋桨为变距螺旋桨或定距螺旋桨。
在本发明的一个优选实施例中，所述进风口的数量为两个，这两个进风口分别对称设置在所述机身的中后部的水平方向两侧。
在本发明的一个优选实施例中，所述尾翼为倒V字型尾翼。
由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：本发明通过在机身的尾端设置喷气机构来控制飞机偏航和俯仰姿态，同时还可以通过左右两个主旋翼的桨距的差动改变来实现横滚的姿态控制。在飞机垂直起飞、降落或低于平飞速度时无需旋翼上的螺旋桨控制其三轴姿态，可有效地简化飞行自动控制系统。本发明采用喷气形式控制飞机的三轴姿态更加方便可靠，反应速度快，防止陀螺效应产生，控制稳定性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的倾转旋翼机的主视图。
图2是现有的倾转旋翼机的俯视图。
图3是本发明的实施例1的结构示意图。
图4是本发明的实施例1的机身尾部的横向剖视图。
图5是本发明的实施例2的结构示意图。
图6是本发明的实施例2的机身尾部的横向剖视图。
图7是本发明的实施例3的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
参见图3和图4，图中给出的是一种采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，包括机身100、横向设置在机身100中部两侧的左、右机翼200a、200b、分别设置在左、右机翼200a、200b的端部上的左、右旋翼300a、300b以及设置在机身100的尾部上的尾翼400。尾翼400为倒V字型尾翼，采用倒V字型尾翼可以简化起落架的结构，同时倒V字型尾翼的两个翼尖直接可以作为两个落地的支点。
在机身100的中后部上开设有两个进风口110a、110b，两个进风口110a、110b分别对称位于在机身100的中后部的水平方向两侧。
在机身100的尾端圆周面上周向均匀间隔开设有三个喷气口120，其中一个喷气口120位于机身100的尾端圆周面的正上方位置。
机身100的尾端设置有一喷气机构500，该喷气机构与倾转旋翼机的飞机控制系统连接并用于控制飞机偏航和俯仰姿态。在本实施例中，喷气机构500包括三个喷气口510以及三块活动挡块(图中未示出)，三个喷气口510周向均匀间隔开设在机身100的尾端圆周面上，其中一个喷气口510位于机身100的尾端圆周面的正上方位置，每一喷气口510的中心轴线垂直于机身轴线，三块活动挡块分别对应地设置在三个喷气口510处，且分别与倾转旋翼机的飞机控制系统连接，并用于控制三个喷气口510的开度。
在机身100的尾部内构成有一沿机身轴线方向延伸的喷气涵道130，喷气涵道120将两个进风口110a、110b与三个喷气口510连通。
在机身100的尾部位于喷气涵道120内安装有一与倾转旋翼机的飞机控制系统连接的驱动电机500，驱动电机500的输出轴上安装有一螺旋桨600，螺旋桨600可以为变距螺旋桨或者定距螺旋桨。
本发明的倾转旋翼机中的三个喷气口510、驱动螺旋桨600转动的驱动电机500的电机功率、变距螺旋桨的桨距都由飞机控制系统根据实时的运动状态来控制，实现飞机偏航和俯仰姿态的控制。本发明的倾转旋翼机在飞机垂直起飞、降落或低于平飞速度时无需旋翼上的螺旋桨控制其三轴姿态，可有效地简化飞行自动控制系统。本发明采用喷气形式控制飞机的三轴姿态更加方便可靠，反应速度快，防止陀螺效应产生，控制稳定性高。
实施例2
本实施例的结构与实施例1的结构大致相同，其区别在于：参见图5和图6，喷气机构500a包括四个喷气口510a以及四块活动挡块(图中未示出)，四个喷气口510a周向均匀间隔开设在机身100的尾端圆周面上，四个喷气口510a分别位于机身100的尾端圆周面的上、下、左、右位置，每一喷气口510a的中心轴线垂直于机身轴线，四块活动挡块分别对应地设置在四个喷气口510a处，且分别与倾转旋翼机的飞机控制系统连接，并用于控制四个喷气口510a的开度。
实施例3
本实施例中的结构与实施例1的结构大致相同，其区别在于：参见图7，喷气机构500b包括机身100的尾端部分510b以及一个喷气口520b，机身100的尾端部分510b在倾转旋翼机的飞机控制系统的控制下可沿着机身轴线进行旋转，喷气口520b开设在机身100的尾端部分510b的圆周面上，喷气口520b的中心轴线垂直于机身轴线，喷气口520b通过喷气涵道120与两个进风口110a、110b连通。喷气口520b在机身100的尾端部分510b带动下沿着机身轴线进行旋转，以此控制喷气口520b的喷气方向，实现对飞机偏航和俯仰姿态的控制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，包括机身、横向设置在所述机身中部两侧的左、右机翼、分别设置在所述左、右机翼的端部上的左、右旋翼以及设置在所述机身的尾部上的尾翼；其特征在于，在所述机身的中后部上开设有至少一进风口，所述机身的尾端设置有一与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接的用于控制飞机偏航和俯仰姿态的喷气机构，所述机身的尾部内构成有一沿机身轴线方向延伸并将所述进风口与喷气机构连通的喷气涵道，在所述机身的尾部位于所述喷气涵道内安装有一与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上安装有一螺旋桨。
2.如权利要求1所述的采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，其特征在于，所述喷气机构包括：
至少三个周向均匀间隔开设在所述机身的尾端圆周面上的第一喷气口，每一第一喷气口的中心轴线垂直于机身轴线，每一第一喷气口通过所述喷气涵道与所述进风口连通；以及
设置在每一第一喷气口处且分别与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接的用于控制相对应的第一喷气口开度的活动挡板。
3.如权利要求2所述的采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，其特征在于，所述第一喷气口的数量为三个，其中一个第一喷气口位于所述机身的尾端圆周面的正上方位置。
4.如权利要求2所述的采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，其特征在于，所述第一喷气口的数量为四个，这四个第一喷气口分别位于所述机身的尾端圆周面的上、下、左、右位置。
5.如权利要求1所述的采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，其特征在于，所述喷气机构包括：
机身的尾端部分，所述机身的尾端部分在所述倾转旋翼机的飞机控制系统的控制下可沿着机身轴线进行旋转；以及
一开设在所述机身的尾端部分的圆周面上的第二喷气口，所述第二喷气口的中心轴线垂直于机身轴线，所述第二喷气口通过所述喷气涵道与所述进风口连通。
6.如权利要求1至5中任一项所述的采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，其特征在于，所述螺旋桨为变距螺旋桨或定距螺旋桨。
7.如权利要求1至5中任一项所述的采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，其特征在于，所述进风口的数量为两个，这两个进风口分别对称设置在所述机身的中后部的水平方向两侧。
8.如权利要求1至5中任一项所述的采用喷气形式控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，其特征在于，所述尾翼为倒V字型尾翼。
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