CN108528701A - 一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机 - Google Patents

一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机 Download PDF

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Abstract

本发明是一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，后单螺旋桨式复合翼飞行器包括机体、固定安装在机体两侧复合升力机翼、涵道风扇推进器；复合升力机翼内置自封闭涵道风扇，复合升力机翼外侧设计有机翼铰链；螺旋桨推力自供能复合辅翼的前端设置有涵道风扇推进器，螺旋桨推力自供能复合辅翼的内部设置有自封闭涵道风扇，螺旋桨推力自供能复合辅翼的两侧设置有电液气接口和机翼铰链，并通过一侧的机翼铰链与复合升力机翼活动连接；货运仓安装在机体的底部。发明不仅具有起降距离短，飞行速度快、机翼结构强度高、机翼可以储能、飞行能耗低、滞空时间长、安全性高等特点，辅翼采用复合升力，确保动力的适应范围。

Description

一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机
技术领域
本发明涉及一种飞行器，具体是一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼货运飞机，属于飞行器装备技术领域。
背景技术
现有的飞行器主要分为固定翼和垂直起降飞行器（如直升机和多旋翼）两大类。当然也有垂直起降固定翼这一款产品。传统的固定翼有飞行速度快、能耗低、等优点，但是有主翼和水平尾翼前后不连接，机翼结构强度不高，容易损坏，起降要求高，起降距离长缺点；传统的垂直起降飞行器，具有起降方便的优点，但是有能耗大、安全系数低，负载能力差、水平飞行速度慢、容易坠机等缺点；目前的垂直起降固定翼虽然有起降方便的特点，但是在水平飞行时的可控性不甚理想，且存在着飞行阻力大，耗能高，安全系数仍然不高等缺点。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明不仅具有起降距离短，飞行速度快、机翼结构强度高、机翼可以储能、飞行能耗低、滞空时间长等特点，大面积的复合升力机翼，配合水平舵翼，应急情况下能起到滑翔机的作用，极大的提高飞行器的安全性，保障人员的安全。
为了实现上述目的，本发明包括后单螺旋桨式复合翼飞行器、活动安装在复合升力飞行器两侧的螺旋桨推力自供能复合辅翼以及货运仓；其中，后单螺旋桨式复合翼飞行器包括机体、固定安装在机体两侧复合升力机翼、涵道风扇推进器；其中，机体设置为甲板平台；复合升力机翼内置自封闭涵道风扇，复合升力机翼外侧设计有机翼铰链；螺旋桨推力自供能复合辅翼的前端设置有涵道风扇推进器，螺旋桨推力自供能复合辅翼的内部设置有自封闭涵道风扇，螺旋桨推力自供能复合辅翼的两侧设置有电液气接口和机翼铰链，并通过一侧的机翼铰链与复合升力机翼活动连接；附加翼朝向机体的一侧设置有机翼铰链和电液气接口，并通过机翼铰链可折叠的安装在螺旋桨推力自供能复合辅翼外侧；电液气接口带有盖子，附加翼内置电池/燃料。货运仓安装在机体的底部。
进一步，推进器为电动螺旋桨、油动螺旋桨等多种动力结构。
进一步，复合升力机翼前后方分别设置为磁吸式自动互锁接口公头和磁吸式自动互锁接口母头；磁吸式自动互锁接口公头与磁吸式自动互锁接口母头尺寸相同。
进一步，磁吸式自动互锁接口公头与磁吸式自动互锁接口母头为锥形连接.
进一步，复合升力机翼可分为升力主翼以及平衡尾翼两个部分，分别设置在复合升力机翼的前后方；其中，升力主翼内部至少安装有一个自封闭涵道风扇。
进一步，还包括垂直尾翼，所述垂直尾翼设置在机体上方或下方；所述垂直尾翼设置在机翼两侧；所述垂直尾翼可以实现折叠；所述垂直尾翼后面安装有可活动的垂直舵翼。
进一步，机体固设有空腔，空腔内安装图传、飞控、驱动等模块。。
进一步，螺旋桨推力自供能复合辅翼可分为升力辅翼以及平衡辅尾翼两个部分，分别设置在螺旋桨推力自供能复合辅翼的前后方；升力辅翼与平衡辅尾翼之间预留有空间，空间内设置有水平升降舵翼；其中，升力辅翼内部至少安装有一个自封闭涵道风扇。
进一步，螺旋桨推力自供能复合辅翼上还设置有发动机安装位，发动机安装位内设置有动力装置。
进一步，螺旋桨推力自供能复合辅翼上发动机安装位安装的是电动螺旋桨或油动螺旋桨。
进一步，螺旋桨推力自供能复合辅翼上设置有电池/燃料。
对比现有技术，发明具有一下的主要特点：
1. 本发明具有起降距离短，飞行速度快、机动灵活、避障能力强、机翼结构强度高、机翼可以储能、飞行能耗低等特点。依托自封闭垂直涵道风扇，可以提供飞行器在水平飞行时的额外机动能力，实现瞬间改变飞行姿态和轨迹的超机动能力。
2. 本发明的螺旋桨推力自供能复合辅翼采用复合升力，即通过设计在翼面内的自封闭涵道风扇产生升力，和升力辅翼在水平飞行时产生的升力，从而形成复合升力。
3. 本发明中在螺旋桨推力自供能复合辅翼的外侧还增加了附加翼，提高了飞行器水平飞行时的升力，还增大了能量装置的能量。
4. 本发明硕大的乘波体机翼，能够起到一定的滑翔伞作用，大大降低重力加速度，大幅提高安全系数，配合水平舵翼和垂直舵翼的控制功能，和自封闭涵道风扇的翼面封闭功能，即使升力涵道风扇和水平推进器同时损坏，也能实现滑翔机式迫降，极大的提高了飞行器的安全性，保障了人员和物资的安全。
5. 本发明采用平台化、模块化设计，能实现多种功能，
6. 本发明采用两侧机翼可拓展设计，能在必要的时候拓展机翼面积，提高水平飞行时的升力，提高负载能力。
7. 本发明还具有前后衔接的磁吸式自动互锁接口，方便飞行器的集群飞行，进一步降低集群飞行时的功耗。在前后串行连接时，后方的飞行器只需要少量的能量消耗，就能实现长距离的飞行，不仅为飞行器的集群飞行提供了集群化的低功耗方案，甚至可以实现飞行器之间的空中救援，即前飞行器将后面有故障的飞行器拖拽起飞，实现前所未见的飞行器之间互相救援现象。
8. 发明的螺旋桨推力自供能复合辅翼与复合升力飞行器之间可以通过机翼铰链和电液气接口进行连接，受复合升力飞行器主控单元控制，并可将翼面的电池/燃料等能量传递给飞行器主机，提高飞行时间。通过叠加复合升力辅翼可以实现性能的倍增。模块化的设计，降低了客户的一次性投入，减少了采购和运营成本。
9. 本发明的螺旋桨推力自供能复合辅翼与其他复合升力辅翼相并联，并通过机翼铰链和电液气接口进行连接，同步受复合升力飞行器主控单元控制，再次拓展并可将翼面的电池/燃料等能量传递给飞行器主机，提高飞行时间。
10. 推力装置模块化，可以很方便的实现维修更换。
11. 本发明中，辅翼一侧或两侧设置有电液气接口，实现了辅翼与复合升力飞行器主翼面之间的能量互通，且动作受复合升力飞行器的控制，提高了整机的灵活性。
12. 辅翼还内置有水平升降舵翼，提高整机操控敏捷性！
13. 翼面型能量装置，有效利用空间。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的侧视图；
图3是本发明的后视图；
图4是本发明的平视图；
图5是本发明的斜视图；
图中：101：机体；102：复合升力机翼；104：自封闭涵道风扇；105：垂直尾翼；1051.垂直舵翼；106：推进器；107：能量管理系统；1021：升力主翼；1022：水平升降舵翼；1023：平衡尾翼；1028：机翼铰链；1001：插座；1002：空腔；1003：固定孔；1006：电池/燃料；108：摄像机；1026：磁吸式自动互锁接口公头；1027：磁吸式自动互锁接口母头；1031、螺旋桨推力自供能复合辅翼；10311、升力附加翼；10312、平衡辅尾翼；1026、电液气接口；10261、盖子；111、发动机安装位；114、附加翼；1063、涵道风扇推进器113、货运仓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1至图5所示，一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，包括后单螺旋桨式复合翼飞行器、装配在其机翼两侧的螺旋桨推力自供能复合辅翼以及附加翼114；其中，所述的后单螺旋桨式复合翼飞行器包括机体101、固定安装在机体101两侧复合升力机翼102、推进器106；其中，所述的机体101设置为甲板平台；所述的复合升力机翼102内置自封闭涵道风扇104，复合升力机翼102外侧设计有机翼铰链1028；所述的螺旋桨推力自供能复合辅翼的前端设置有涵道风扇推进器1063，螺旋桨推力自供能复合辅翼的内部设置有自封闭涵道风扇104，螺旋桨推力自供能复合辅翼的两侧设置有电液气接口1036和机翼铰链1028，并通过一侧的机翼铰链1028与复合升力机翼102活动连接；所述的附加翼114朝向机体101的一侧设置有机翼铰链1028和电液气接口1036，并通过机翼铰链1028可折叠的安装在螺旋桨推力自供能复合辅翼外侧；所述的电液气接口1036带有盖子10361，附加翼114内置电池/燃料1006。货运仓113安装在机体101的底部。
作为本发明进一步的改进，推进器106为电动螺旋桨、油动螺旋桨等多种动力结构。
作为本发明进一步的改进，复合升力机翼102前后方分别设置为磁吸式自动互锁接口公头1026和磁吸式自动互锁接口母头1027；所述的磁吸式自动互锁接口公头1026与磁吸式自动互锁接口母头1027尺寸相同。
作为本发明进一步的改进，磁吸式自动互锁接口公头1026与磁吸式自动互锁接口母头1027为锥形连接，
作为本发明进一步的改进，复合升力机翼102可分为升力主翼1021以及平衡尾翼1023两个部分，分别设置在复合升力机翼102的前后方；升力主翼1021与平衡尾翼1023之间预留有空间，空间内设置有水平升降舵翼1022；其中，升力主翼1021内部至少安装有一个自封闭涵道风扇104。
作为本发明进一步的改进，还包括垂直尾翼105，所述垂直尾翼105设置在机体101上方或下方；所述垂直尾翼105设置在机翼两侧；所述垂直尾翼105可以实现折叠；所述垂直尾翼105后面安装有可活动的垂直舵翼1051。
作为本发明进一步的改进，机体101固设有空腔1002，空腔1002内安装图传、飞控、驱动等模块。
作为本发明进一步的改进，螺旋桨推力自供能复合辅翼可分为升力辅翼10311以及平衡辅尾翼10312两个部分，分别设置在螺旋桨推力自供能复合辅翼的前后方；其中，升力辅翼10311内部至少安装有一个自封闭涵道风扇104。
作为本发明进一步的改进，螺旋桨推力自供能复合辅翼上还设置有发动机安装位111，发动机安装位111内设置有动力装置。
作为本发明进一步的改进，螺旋桨推力自供能复合辅翼上设置有电池/燃料1006。
对比现有技术，发明具有一下的主要特点：
1. 本发明具有起降距离短，飞行速度快、机动灵活、避障能力强、机翼结构强度高、机翼可以储能、飞行能耗低等特点。依托自封闭垂直涵道风扇，可以提供飞行器在水平飞行时的额外机动能力，实现瞬间改变飞行姿态和轨迹的超机动能力。
2. 本发明的螺旋桨推力自供能复合辅翼采用复合升力，即通过设计在翼面内的自封闭涵道风扇产生升力，和升力辅翼在水平飞行时产生的升力，从而形成复合升力。
3. 本发明中在螺旋桨推力自供能复合辅翼的外侧还增加了附加翼，提高了飞行器水平飞行时的升力，还增大了能量装置的能量。
4. 本发明硕大的乘波体机翼，能够起到一定的滑翔伞作用，大大降低重力加速度，大幅提高安全系数，配合水平舵翼和垂直舵翼的控制功能，和自封闭涵道风扇的翼面封闭功能，即使升力涵道风扇和水平推进器同时损坏，也能实现滑翔机式迫降，极大的提高了飞行器的安全性，保障了人员和物资的安全。
5. 本发明采用平台化、模块化设计，能实现多种功能，
6. 本发明采用两侧机翼可拓展设计，能在必要的时候拓展机翼面积，提高水平飞行时的升力，提高负载能力。
7. 本发明还具有前后衔接的磁吸式自动互锁接口，方便飞行器的集群飞行，进一步降低集群飞行时的功耗。在前后串行连接时，后方的飞行器只需要少量的能量消耗，就能实现长距离的飞行，不仅为飞行器的集群飞行提供了集群化的低功耗方案，甚至可以实现飞行器之间的空中救援，即前飞行器将后面有故障的飞行器拖拽起飞，实现前所未见的飞行器之间互相救援现象。
8. 发明的螺旋桨推力自供能复合辅翼与复合升力飞行器之间可以通过机翼铰链和电液气接口进行连接，受复合升力飞行器主控单元控制，并可将翼面的电池/燃料等能量传递给飞行器主机，提高飞行时间。通过叠加复合升力辅翼可以实现性能的倍增。模块化的设计，降低了客户的一次性投入，减少了采购和运营成本。
9. 本发明的螺旋桨推力自供能复合辅翼与其他复合升力辅翼相并联，并通过机翼铰链和电液气接口进行连接，同步受复合升力飞行器主控单元控制，再次拓展并可将翼面的电池/燃料等能量传递给飞行器主机，提高飞行时间。
10. 推力装置模块化，可以很方便的实现维修更换。
11. 本发明中，辅翼一侧或两侧设置有电液气接口，实现了辅翼与复合升力飞行器主翼面之间的能量互通，且动作受复合升力飞行器的控制，提高了整机的灵活性。
12. 辅翼还内置有水平升降舵翼，提高整机操控敏捷性！
13. 翼面型能量装置，有效利用空间。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明保护范围。

Claims (9)

1.一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，其特征在于，包括后单螺旋桨式复合翼飞行器、装配在其机翼两侧的螺旋桨推力自供能复合辅翼以及附加翼（114）；
其中，所述的后单螺旋桨式复合翼飞行器包括机体（101）、固定安装在机体（101）两侧复合升力机翼（102）、推进器（106）；其中，所述的机体（101）设置为甲板平台；所述的复合升力机翼（102）内置自封闭涵道风扇（104），复合升力机翼（102）外侧设计有机翼铰链(1028)；推进器（106）为螺旋桨推进器；
所述的螺旋桨推力自供能复合辅翼的前端设置有涵道风扇推进器（1063），螺旋桨推力自供能复合辅翼的内部设置有自封闭涵道风扇（104），螺旋桨推力自供能复合辅翼的两侧设置有电液气接口（1036）和机翼铰链(1028)，并通过一侧的机翼铰链(1028)与复合升力机翼（102）活动连接；
所述的附加翼（114）朝向机体（101）的一侧设置有机翼铰链(1028)和电液气接口（1036），并通过机翼铰链(1028)可折叠的安装在螺旋桨推力自供能复合辅翼外侧；所述的电液气接口（1036）带有盖子（10361），附加翼（114）内置电池/燃料（1006）；
所述的涵道风扇推力自供能复合辅翼可分为升力辅翼（10311）以及平衡辅尾翼（10312）两个部分，分别设置在涵道风扇推力自供能复合辅翼的前后方；其中，升力辅翼（10311）内部至少安装有一个自封闭涵道风扇（104）；
所述的货运仓（113）安装在机体（101）的底部。
2.根据权利要求1所述的一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，其特征在于，所述的推进器（106）为电动螺旋桨、油动螺旋桨等多种动力结构。
3.根据权利要求1所述的一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，其特征在于，所述的复合升力机翼（102）前后方分别设置为磁吸式自动互锁接口公头（1026）和磁吸式自动互锁接口母头（1027）；所述的磁吸式自动互锁接口公头（1026）与磁吸式自动互锁接口母头（1027）尺寸相同。
4.根据权利要3所述的一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，其特征在于，所述的磁吸式自动互锁接口公头（1026）与磁吸式自动互锁接口母头（1027）为锥形连接。
5.根据权利要求1所述的一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，其特征在于，还包括垂直尾翼（105），所述垂直尾翼（105）设置在机体（101）上方或下方；所述垂直尾翼（105）设置在机翼两侧；所述垂直尾翼（105）可以实现折叠；所述垂直尾翼（105）后面安装有可活动的垂直舵翼（1051）。
6.根据权利要求1所述的一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，其特征在于，所述的机体（101）固设有空腔（1002），空腔（1002）内安装图传、飞控、驱动等模块。
7.根据权利要求1所述的一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，其特征在于，所述的螺旋桨推力自供能复合辅翼可分为升力辅翼（10311）以及平衡辅尾翼（10312）两个部分，分别设置在螺旋桨推力自供能复合辅翼的前后方；升力辅翼（10311）与平衡辅尾翼（10312）之间预留有空间，空间内设置有水平升降舵翼（1022）；其中，升力辅翼（10311）内部至少安装有一个自封闭涵道风扇（104）。
8.根据权利要求1所述的一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，其特征在于，所述的螺旋桨推力自供能复合辅翼上还设置有发动机安装位（111），发动机安装位（111）安装的是电动螺旋桨或油动螺旋桨。
9.根据权利要求1所述的一种带双涵道复合辅翼和附加翼的后单桨式复合翼飞机，其特征在于，所述的螺旋桨推力自供能复合辅翼上设置有电池/燃料（1006）。
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