CN108128449A - 基于折叠式机翼的双模式旋翼航空器 - Google Patents

Abstract

本发明的名称是：“基于折叠式机翼的双模式旋翼航空器”，是将折叠式机翼应用于旋翼航空器，使航空器能够按照不同的飞行阶段，实施旋翼航空器飞行模式和固定翼航空器飞行模式，从而使其同时具备两类航空器的优点。

Description

基于折叠式机翼的双模式旋翼航空器

技术领域：

本发明的名称是：“基于折叠式机翼的双模式旋翼航空器”属于航空领域。

技术背景：

旋翼航空器(包括直升机和旋翼垂直起降飞机)，和固定翼航空器是两种不同类型的航空器，以直升机和固定翼飞机比较为例，直升机是由主旋翼旋转产生下洗气流为直升机提供主要升力，固定翼飞机是由机翼为飞机提供主要升力，将直升机的优点和固定翼飞机的优点相结合，一直是技术上努力的方向，但若将直升机旋翼，和固定翼飞机的机翼同时应用于一架飞机，它们之间作用是相互矛盾的，现有技术难以解决这个问题，而折叠式机翼的出现，提供了解决问题的方法。

发明内容：

本发明的目的是：将折叠式机翼(专利号：201620324195；201610228024.1；折叠式机翼的优化专利号：201610830956.3)应用于旋翼航空器，从而将旋翼式航空器和固定翼航空器结合，构成双模式旋翼航空器，使其同时具备两种航空器的优点。

本发明的特征是：通过技术措施，将折叠式机翼应用于旋翼航空器，构成双模式旋翼航空器，即；旋翼航空器起飞、降落阶段，由旋翼旋转提供升力，实施垂直起飞、降落模式，旋翼航空器平飞阶段，实施固定翼飞机飞行模式。

进一步地：以直升机为例，将折叠式机翼应用于直升机，构成双模式直升机，折叠式机翼安装在直升机机身下部，起飞、降落阶段，机翼折叠收拢于机身下面，由发动机驱动主旋翼旋转提供升力，按直升机的模式垂直起降；

进一步地：双模式直升机空中平飞时展开折叠式机翼，形成可产生升力的固定机翼，推力(拉力)螺旋桨提供飞行动力，由机翼提供主要升力，按固定翼飞机的模式飞行；

进一步地：双模式直升机在空中平飞时，主旋翼发动机关闭以节省能源，旋翼处于自由旋转状态，此时旋翼能够保障飞机的稳定性并能提供部分升力；

进一步地：双模式直升机在降落前，收拢折叠起机翼于机身下面，启动主旋翼发动机使旋翼旋转，关闭推力(拉力)螺旋桨，此时，双模式直升机恢复为主旋翼旋转提供升力的飞行模式，垂直降落；

由于折叠式机翼具有折叠后占用空间小，展开后能够形成面积扩大数倍的固定机翼的性能，能够为飞机提供主要的升力，将其安装在直升机上能够做到：直升机起飞或降落时使机翼折叠，收拢于机身下面，对直升机旋翼旋转产生的下洗气流无阻挡或只有较小阻挡，对旋翼产生的升力影响小；

进一步地：直升机升空后平飞时，折叠机翼展开形成面积扩大数倍的固定机翼，为飞机飞行提供主要的升力。

本发明适用于直升机和旋翼垂直起降飞机，可应用多种类型的无人驾驶直升机、小型有人驾驶直升机，以及小型有人驾驶和无人驾驶的旋翼垂直起降飞机。

附图说明：

下面结合附图详细论述本发明：

图1---机翼折叠状态下双模式单旋翼直升机俯视图；

图2---机翼展开过程中双模式单旋翼直升机俯视图；

图3---机翼展开、尾桨调整时双模式单旋翼直升机俯视图；

图4---机翼展开、尾桨调整完成后双模式单旋翼直升机俯视图；

图5---机翼展开、尾桨调整完成后双模式单旋翼直升机侧面视图；

图6---机翼展开、尾桨调整完成后双模式单旋翼直升机正面视图；

图7---机翼折叠状态下双模式单旋翼直升机仰视图；

图8---机翼展开过程中双模式单旋翼直升机仰视图；

图9---机翼折叠状态下双模式共轴双旋翼直升机俯视图；

图10---机翼展开过程中双模式共轴双旋翼直升机俯视图；

图11---机翼展开后双模式共轴双旋翼直升机俯视图；

图12---机翼展开后双模式共轴双旋翼直升机正面视图；

图13---机翼展开后双模式共轴双旋翼直升机侧面视图；

图14---折叠存储状态下旋翼垂直起降飞机主视图；

图15---折叠存储状态下旋翼垂直起降飞机俯视图；

图16---折叠存储状态下旋翼垂直起降飞机侧视图；

图17---展开待飞状态下旋翼垂直起降飞机主视图；

图18---展开待飞状态下旋翼垂直起降飞机俯视图；

图19---展开待飞状态下旋翼垂直起降飞机侧视图；

图20---空中飞行状态下旋翼垂直起降飞机主视图；

附图中编号：

1-机身；2-折叠式机翼；3---主旋翼；4---尾桨、推进螺旋桨；5---起落架；6---共轴双旋翼；7---螺旋桨；8---折叠起落架；9---水平尾翼；10---垂直尾翼；11---移动轮；

具体实施方式：

以下对照附图详细论述实施方案：

1、基于折叠式机翼的双模式单旋翼直升机：

将折叠式机翼(2)安装在单旋翼直升机机身(1)下部，构成双模式单旋翼直升机；

图1是机翼折叠状态下双模式单旋翼直升机俯视图；

图7是机翼折叠状态下双模式单旋翼直升机仰视图；

直升机在起飞阶段，机翼(2)折叠收拢于机身(1)下面，直升机主旋翼(3)旋转提供升力，尾旋翼(4)旋转保持机身平衡，直升机垂直升空；

直升机升空后主旋翼(3)倾斜产生水平方向分力使直升机前进，随后，展开折叠式机翼(2)，使其成为可产生升力的固定机翼，同时，尾桨(4)开始向机尾方向旋转调整，图2是机翼展开过程中双模式单旋翼直升机俯视图；图8是机翼展开过程中双模式单旋翼直升机仰视图；图3是机翼展开、尾桨调整时双模式单旋翼直升机俯视图；

直升机尾桨(4)旋转90度角度，使其成为直升机的推力螺旋桨，折叠式机翼(2)完全展开，构成直升机的固定机翼，图4是机翼展开、尾桨调整完成后双模式单旋翼直升机俯视图；图5是机翼展开、尾桨调整完成后双模式单旋翼直升机侧面视图；图6是机翼展开、尾桨调整完成后双模式单旋翼直升机正面视图；关闭主旋翼发动机，调整主旋翼(3)桨叶的角度，使主旋翼(3)处于自由旋转状态，此时，直升机由主旋翼(3)旋转提供主要升力和前进动力的飞行模式，改变为由推力螺旋桨(4)提供前进动力，由展开的机翼(2)提供主要升力的固定翼飞机飞行模式，飞机进入平飞阶段，

直升机在降落前，将折叠式机翼(2)收拢折叠于机身下面，启动主旋翼发动机使主旋翼(3)旋转，推力螺旋桨旋转90度恢复为直升机尾桨(4)，此时，直升机恢复为主旋翼(3)提供升力，尾桨(4)保持机身平衡的飞行模式，直升机垂直降落；

2、基于折叠式机翼的双模式共轴双旋翼直升机：

将折叠式机翼(2)安装在共轴双旋翼直升机机身(1)下部，构成双模式共轴双旋翼直升机；

在机头或机尾安装动力驱动的螺旋桨(7)，为飞机平飞时提供动力，图9是机翼折叠状态下双模式共轴双旋翼直升机俯视图；

直升机在起飞阶段，折叠式机翼(2)折叠收拢于机身(1)下面，共轴双旋翼(6)旋转提供升力，直升机垂直升空；

直升机升空后，共轴双旋翼(6)倾斜产生水平方向分力使直升机前进，推进螺旋桨(7)启动，为直升机提供平飞动力，同时，展开折叠式机翼(2)，使其成为可产生升力的固定机翼，图10是机翼展开过程中双模式共轴双旋翼直升机俯视图；

此后，关闭共轴双旋翼发动机，调整旋翼桨叶角度，使共轴双旋翼(6)处于自由旋转状态；

此时，直升机由共轴双旋翼(6)旋转提供主要升力和前进动力的飞行模式，转变为由动力螺旋桨(7)提供前进动力，由展开的机翼(2)提供主要升力的固定翼飞机飞行模式，飞机进入平飞阶段；

图11是机翼展开后双模式共轴双旋翼直升机俯视图；

图12是机翼展开后双模式共轴双旋翼直升机正面视图；

图13是机翼展开后双模式共轴双旋翼直升机侧面视图；

直升机在降落前，折叠式机翼(2)折叠收拢于机身(1)下面，启动共轴双旋翼发动机使共轴双旋翼(6)旋转，关闭动力螺旋桨(7)，此时，直升机恢复为共轴双旋翼(6)提供升力的飞行模式，直升机垂直降落。

3、基于折叠式机翼的旋翼垂直起降飞机；

将折叠式机翼(2)与共轴双旋翼垂直起降飞机结合在一起，使其成为机翼可折叠、展开的旋翼垂直起降飞机；

旋翼垂直起降飞机由包括机身(1)、折叠式机翼(2)、共轴双旋翼(6)、折叠起落架(8)、水平尾翼(9)垂直尾翼(10)、移动轮(11)等部分构成，

折叠式机翼(2)安装在机身(1)两侧，共轴双旋翼(6)的桨叶、水平尾翼(9)、起落架(11)等也是可折叠设计，

飞机在地面存储时，这些部件都向机身折叠，以获得较小存储体积；

图14是折叠存储状态下旋翼垂直起降飞机主视图；

图15是折叠存储状态下旋翼垂直起降飞机俯视图；

图16是折叠存储状态下旋翼垂直起降飞机侧视图；

移动轮(11)是为方便飞机在地面移动而设，同时还和折叠起落架(8)共同承担起落架的作用；

飞机起飞前，将折叠式机翼(2)展开成固定机翼，将折叠的旋翼(6)、水平尾翼(9)、折叠起落架(8)展开到正常位置，此时，旋翼垂直起降飞机机尾朝下机头朝上坐在起落架上，处于待飞状态；

图17是展开待飞状态下旋翼垂直起降飞机主视图；

图18是展开待飞状态下旋翼垂直起降飞机俯视图；

图19是展开待飞状态下旋翼垂直起降飞机侧视图；

启动发动机使共轴双旋翼(6)旋转产生升力，飞机垂直升空，飞机升空后共轴双旋翼(6)倾斜产生水平方向分力，为飞机提供前进动力，调整水平尾翼(9)活动舵面，使飞机机身逐渐转为水平方向，此时，共轴双旋翼(6)成为拉力螺旋桨提供飞机飞行动力，展开的机翼(2)产生升力，飞机由垂直起飞模式转变为固定翼飞机平飞模式；

图20是空中飞行状态下旋翼垂直起降飞机主视图；

飞机降落前调整成机头朝上，机尾朝下的状态，此时，展开的机翼(2)处于垂直状态不提供升力，共轴双旋翼(6)提供飞机的升力，飞机垂直降落。

本发明具有以下主要特点：

1、因为折叠式机翼(2)具有折叠收拢后体积小，展开后形成面积扩大数倍的固定机翼的特性，应用于直升机后，使直升机具备了双模式飞行的能力，即具有了直升机垂直起降、灵活机动的性能，也具有了固定翼飞机飞行能耗少、速度快、航程远的能力，做到了两种机型的完美结合。

2、折叠式机翼(2)应用于双旋翼垂直起降飞机后，使得飞机在存储时只占用较小的空间，将折叠部位展开，飞机又能够正常起飞、降落，便于运输和在舰艇之类的受限空间使用。

3、本发明在物流运输方面、作为个人交通工具等方面具有广泛的应用前景。

Claims (10)

1.基于折叠式机翼的双模式旋翼航空器，包括直升机和旋翼垂直起降飞机，主要由发动机、旋翼、螺旋桨、机身、折叠式机翼、起落架构成，其特征是：折叠式机翼(2)应用于旋翼航空器，构成双模式旋翼航空器，航空器起飞、降落阶段，由旋翼旋转提供升力，实施垂直起飞、降落模式，航空器平飞阶段，由展开的机翼提供主要升力，实施固定翼飞机飞行模式。

2.根据权利要求1所述的双模式旋翼航空器，其特征是：折叠式机翼(2)应用于单旋翼直升机，构成双模式单旋翼直升机，折叠式机翼(2)安装在机身(1)下部，直升机起飞、降落阶段，折叠式机翼(2)折叠收拢在机身(1)下面，发动机带动主旋翼(3)旋转产生升力，实施垂直起飞、降落模式，直升机平飞阶段折叠式机翼(2)展开，形成飞机的固定机翼，由推进螺旋桨(4)提供飞行动力，展开的机翼提供主要升力，实施固定翼飞机飞行模式。

3.根据权利要求2所述的双模式单旋翼直升机，其特征是：直升机在平飞阶段，可以关闭主旋翼发动机，使主旋翼(3)处于自由旋转状态。

4.根据权利要求2所述的双模式单旋翼直升机，其特征是：直升机尾桨(4)能够旋转90度，从尾桨转换为推进螺旋桨，或者从推进螺旋桨转换为尾桨。

5.根据权利要求1所述的双模式旋翼航空器，其特征是：折叠式机翼(2)应用于共轴双旋翼直升机，构成双模式共轴双旋翼直升机，折叠式机翼(2)安装在机身(1)下部，直升机起飞、降落阶段，折叠式机翼(2)折叠收拢在机身(1)下面，发动机带动共轴双旋翼(6)旋转产生升力，实施垂直起飞、降落模式，直升机平飞阶段折叠式机翼(2)展开，形成飞机的固定机翼，由螺旋桨(7)提供飞行动力，展开的机翼提供主要升力，实施固定翼飞机飞行模式。

6.根据权利要求5所述的双模式共轴双旋翼直升机，其特征是：在机头或机尾部位安装动力驱动的螺旋桨(7)，为飞机平飞时提供动力。

7.根据权利要求5所述的双模式共轴双旋翼直升机，其特征是：飞机平飞阶段，可以关闭共轴双旋翼发动机，旋翼处于自由旋转状态。

8.根据权利要求1所述的双模式旋翼航空器，其特征是：折叠式机翼(2)应用于共轴双旋翼垂直起降飞机，构成双模式旋翼垂直起降飞机，折叠式机翼(2)安装在机身(1)两侧，存储时折叠式机翼(2)收拢折叠，以减少占用空间，起飞前将飞机垂直于地面放置在折叠起落架(8)上，将折叠式机翼(2)展开，构成固定机翼，起飞、降落阶段，飞机垂直于地面，由共轴双旋翼(6)旋转产生升力，实施飞机垂直起飞、降落模式。

9.根据权利要求8所述的双模式旋翼垂直起降飞机，其特征是：飞机平飞阶段，机身调整为水平方向，共轴双旋翼(6)转换为拉力螺旋桨，为飞机提供飞行动力，展开的机翼提供主要升力，按固定翼飞机模式飞行。

10.根据权利要求1所述的双模式旋翼航空器，其特征是：本发明适用于无人机型，以及小型有人驾驶的机型。