CN108639333B - 一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机 - Google Patents

一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,机身两侧对称设有固定副翼,在固定副翼上至少设有两个垂直推进器安装孔,垂直推进器设置在垂直推进器安装孔内推动飞机垂直升降;所述固定主翼设置在固定副翼外侧,水平推进器设置在机身尾部推动飞机巡航飞行;在垂直推进器安装孔的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置。垂直推进器安装在固定副翼内会产生一个问题,就是垂直推进器安装部位垂直推进器安装孔在飞机巡航时空气上下不能对流,否则会影响飞机的平衡,为了解决该问题,本发明在垂直推进器安装孔的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置,通过屏蔽门装置可以在飞机巡航时将垂直推进器安装孔封闭,将垂直推进器隐藏在固定副翼内。

Description

一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机
技术领域
本发明涉及飞机设备技术领域,具体涉及一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机。
背景技术
目前常见的多旋翼(垂直推进器)垂直起降无人机或直升机几乎全部集中在消费领域,多旋翼垂直起降无人机专业归类上称为消费级无人机。其有效载荷只有几百克到几千克,受产业链和自身技术条件限制,国内为数众多的无人机研发企业至今尚未开发出大载荷的多旋翼无人机,他们的产品更多地被用于航拍、娱乐或完成极少量的工业级飞行任务。
传统的固定翼飞机优点是飞行速度快,航程和巡航时间长,缺点是起降距离长,要求高质量的跑道。多旋翼无人机的优点是较小的起降场地,能垂直起降,空中悬停,缺点是功耗大、速度慢、续航时间短。
目前在固定翼飞机(带水平推进器)上设置多旋翼(垂直推进器)的无人机已被开发应用,随着技术的不断革新,为了适应各种行业的需要,对飞机的载重和飞行速度都有了更新的要求,如图1所示,这种在固定翼飞机两侧设置多个垂直推进器的多动力固定翼飞机,由于垂直推进器是通过连接杆或直接外挂设置在机身部位,从而当载重量较大时,这种设置结构就无法承受,会导致连接部位断裂导致安全事故的发生,另外,这种外挂式的垂直推进器设置结构,在飞机高速巡航飞行时会产生较大阻力,从而影响飞机的飞行效率。还有就是这种外挂式的垂直推进器设置结构,由于垂直推进器的结构性能的提升,需要更多线路与机身结合,也会影响垂直推进器的合理设置。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术不足,提供一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,解决现有多动力固定翼飞机外挂式垂直推进器不合理的设置方式,当载重量较大时,这种设置结构就无法承受,会导致连接部位断裂导致安全事故的发生,另外,这种外挂式的垂直推进器设置结构,在飞机高速巡航飞行时会产生较大阻力,从而影响飞机的飞行效率。还有就是这种外挂式的垂直推进器设置结构,由于垂直推进器的结构性能的提升,需要更多线路与机身结合,也会影响垂直推进器的合理设置问题。
本发明通过下述技术方案实现:
一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,包括机身、固定主翼、水平推进器和垂直推进器,所述机身两侧对称设有固定副翼,在固定副翼上至少设有两个垂直推进器安装孔,所述垂直推进器设置在垂直推进器安装孔内推动飞机垂直升降;所述固定主翼设置在固定副翼外侧,所述水平推进器设置在机身尾部推动飞机巡航飞行;在垂直推进器安装孔的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置。
本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,通过设置固定副翼,固定副翼采用流线型设计,固定副翼是机身两侧的延伸,固定主翼设置在固定副翼外侧,通过设置固定副翼,一可以有效减小固定主翼的长度,在保证相同飞机平衡度的情况下,从而减小整体飞机的空间尺寸,二可以用来安装垂直推进器,因为固定副翼长的宽度基本和机身相当,所以连接部位面积大,连接牢固,垂直推进器安装在固定副翼内,可以有效提高垂直推进器的安装强度,从而可以提升更大的载重量,另外,垂直推进器是隐藏在固定副翼内安装,从而垂直推进器也不会在飞机巡航时产生阻力;
垂直推进器安装在固定副翼内会产生一个问题,就是垂直推进器安装部位垂直推进器安装孔在飞机巡航时空气上下不能对流,否则会影响飞机的平衡,为了解决该问题,本发明在垂直推进器安装孔的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置,通过屏蔽门装置可以在飞机巡航时将垂直推进器安装孔封闭,将垂直推进器隐藏在固定副翼内。
进一步的,所述屏蔽门装置包括两扇半圆型屏蔽门,每扇半圆型屏蔽门连接有转动连杆,转动连杆通过转动套筒套设在转轴上,所述转动套筒上设有扇型齿,两个扇型齿之间设有移动块,在移动块两侧均设有与扇型齿相互啮合的条齿,所述移动块外端连接有电动推杆,当电动推杆的丝杆伸长时推动移动块,所述移动块通过扇型齿带动转动连杆转动,转动连杆绕转轴旋转使两扇半圆型屏蔽门开启,反之使两扇半圆型屏蔽门闭合。
进一步的,当屏蔽门装置开启时,两扇半圆型屏蔽门收储在固定副翼内。
进一步的,在每件固定副翼设有两个垂直推进器安装孔,每个垂直推进器安装孔内设有一套垂直推进器。
进一步的,所述屏蔽门装置包括一扇圆型伸缩屏蔽门,每扇圆型伸缩屏蔽门上连接有伸缩丝杆,一件固定副翼上的对应两扇圆型伸缩屏蔽门的伸缩丝杆通过调节套筒连接,所述调节套筒中部设有套筒伞齿,两件固定副翼上对应的套筒伞齿通过转动轴及转动轴两端设置的转动轴端头伞齿连接传动,在转动轴中部设有转动轴伞齿,所述转动轴伞齿相啮合设有电机伞齿,所述电机伞齿安装在电机的电机转轴上,通过电机同步带动四扇圆型伸缩屏蔽门关闭或开启。
进一步的,所述圆型伸缩屏蔽门在开启时,圆型伸缩屏蔽门收储在固定副翼内。
进一步的,所述固定副翼采用流线型设计。
进一步的,所述机身底部设有支撑架。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,通过设置固定副翼,固定副翼采用流线型设计,固定副翼是机身两侧的延伸,固定主翼设置在固定副翼外侧,通过设置固定副翼,一可以有效减小固定主翼的长度,在保证相同飞机平衡度的情况下,从而减小整体飞机的空间尺寸,二可以用来安装垂直推进器,因为固定副翼长的宽度基本和机身相当,所以连接部位面积大,连接牢固,垂直推进器安装在固定副翼内,可以有效提高垂直推进器的安装强度,从而可以提升更大的载重量,另外,垂直推进器是隐藏在固定副翼内安装,从而垂直推进器也不会在飞机巡航时产生阻力;
2、本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,垂直推进器安装在固定副翼内会产生一个问题,就是垂直推进器安装部位垂直推进器安装孔在飞机巡航时空气上下不能对流,否则会影响飞机的平衡,为了解决该问题,本发明在垂直推进器安装孔的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置,通过屏蔽门装置可以在飞机巡航时将垂直推进器安装孔封闭,将垂直推进器隐藏在固定副翼内。
3、本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,通过在固定副翼上设置垂直推进器安装孔,并垂直推进器安装孔的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置,在飞机降落时,通过开启垂直推进器安装孔可以有效减小飞机降落时的阻力,这在紧急情况发生时,可以快速完成飞机降落;
4、本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,本发明设计了两种屏蔽门装置结构形式,实施例1可以分别对每个垂直推进器安装孔单独控制开启或闭合,可以实施有针对性的操作,实施例2,所以的屏蔽门装置同步控制,便于操作。本发明可以通过对屏蔽门装置的开启控制,来控制机身的平衡性,从而为飞机安全飞行提供一道保证。解决了现有多动力固定翼飞机外挂式垂直推进器不合理的设置方式,当载重量较大时,这种设置结构就无法承受,会导致连接部位断裂导致安全事故的发生,另外,这种外挂式的垂直推进器设置结构,在飞机高速巡航飞行时会产生较大阻力,从而影响飞机的飞行效率。还有就是这种外挂式的垂直推进器设置结构,由于垂直推进器的结构性能的提升,需要更多线路与机身结合,也会影响垂直推进器的合理设置问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为现有多动力固定翼飞机的结构示意图;
图2为本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机的立体结构示意图;
图3为本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机的主视结构示意图;
图4为本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机的侧视结构示意图;
图5为本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机的俯视结构示意图;
图6为本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机的屏蔽门装置关闭状态结构示意图;
图7为本发明实施1屏蔽门装置关闭状态结构示意图;
图8为本发明实施1屏蔽门装置开启状态结构示意图;
图9为本发明实施2屏蔽门装置关闭状态结构示意图;
图10为本发明实施3屏蔽门装置开启状态结构示意图;
附图中标记及对应的零部件名称:
1-机身,2-固定主翼,3-水平推进器,4-垂直推进器,5-固定副翼,6-垂直推进器安装孔,7-半圆型屏蔽门,8-转动连杆,9-转动套筒,10-转轴,11-扇型齿,12-移动块,13-条齿,14-电动推杆,15-丝杆,16-圆型伸缩屏蔽门,17-伸缩丝杆,18-调节套筒,19-套筒伞齿,20-转动轴,21-转动轴端头伞齿,22-转动轴伞齿,23-电机伞齿,24-电机,25-电机转轴,26-支撑架。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图2-8所示,本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,包括机身1、固定主翼2、水平推进器3和垂直推进器4,水平推进器3可以采用现有的推进器结构,如涡轮喷气发动机,也可以采用涡桨发动机,涡桨发动机采用航空煤油发动机和螺旋桨式推进器构成,垂直推进器4可以采用旋翼机构,如涵道风扇,机身1和现有的无人机或直升机结构相同,所述机身1两侧对称设有固定副翼5,在固定副翼5上至少设有两个垂直推进器安装孔6,所述垂直推进器4设置在垂直推进器安装孔6内推动飞机垂直升降;所述固定主翼2设置在固定副翼5外侧,所述水平推进器3设置在机身1尾部推动飞机巡航飞行;在垂直推进器安装孔6的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置。可以在上口位置设置屏蔽门装置,也可以在下口位置设有屏蔽门装置,或者同时在上口位置和下口位置设有屏蔽门装置。
屏蔽门装置包括两扇半圆型屏蔽门7,每扇半圆型屏蔽门7连接有转动连杆8,转动连杆8通过转动套筒9套设在转轴10上,所述转动套筒9上设有扇型齿11,两个扇型齿11之间设有移动块12,在移动块12两侧均设有与扇型齿11相互啮合的条齿13,所述移动块12外端连接有电动推杆14,当电动推杆14的丝杆15伸长时推动移动块12,所述移动块12通过扇型齿11带动转动连杆8转动,转动连杆8绕转轴10旋转使两扇半圆型屏蔽门7开启,反之使两扇半圆型屏蔽门7闭合。当屏蔽门装置开启时,两扇半圆型屏蔽门7收储在固定副翼5内。电动推杆14也可以根据实际需要改成气缸或液压缸。
本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,通过设置固定副翼,固定副翼采用流线型设计,固定副翼是机身两侧的延伸,固定主翼设置在固定副翼外侧,通过设置固定副翼,一可以有效减小固定主翼的长度,在保证相同飞机平衡度的情况下,从而减小整体飞机的空间尺寸,二可以用来安装垂直推进器,因为固定副翼长的宽度基本和机身相当,所以连接部位面积大,连接牢固,垂直推进器安装在固定副翼内,可以有效提高垂直推进器的安装强度,从而可以提升更大的载重量,另外,垂直推进器是隐藏在固定副翼内安装,从而垂直推进器也不会在飞机巡航时产生阻力;
垂直推进器安装在固定副翼内会产生一个问题,就是垂直推进器安装部位垂直推进器安装孔在飞机巡航时空气上下不能对流,否则会影响飞机的平衡,为了解决该问题,本发明在垂直推进器安装孔的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置,通过屏蔽门装置可以在飞机巡航时将垂直推进器安装孔封闭,将垂直推进器隐藏在固定副翼内。
通过在固定副翼上设置垂直推进器安装孔,并垂直推进器安装孔的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置,在飞机降落时,通过开启垂直推进器安装孔可以有效减小飞机降落时的阻力,这在紧急情况发生时,可以快速完成飞机降落;
实施例1可以分别对每个垂直推进器安装孔单独控制开启或闭合,可以实施有针对性的操作。
实施例2
如图2-6、9和10所示,本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,在实施例1的基础上,将屏蔽门装置替换为本实施例的机构形式,在每件固定副翼5设有两个垂直推进器安装孔6,每个垂直推进器安装孔6内设有一套垂直推进器4。
所述屏蔽门装置包括一扇圆型伸缩屏蔽门16,每扇圆型伸缩屏蔽门16上连接有伸缩丝杆17,一件固定副翼5上的对应两扇圆型伸缩屏蔽门16的伸缩丝杆17通过调节套筒18连接,调节套筒18的两端丝扣相反,转动时,可以使两端连接的伸缩丝杆17同步缩短或伸长,所述调节套筒18中部设有套筒伞齿19,两件固定副翼5上对应的套筒伞齿19通过转动轴20及转动轴20两端设置的转动轴端头伞齿21连接传动,在转动轴20中部设有转动轴伞齿22,所述转动轴伞齿22相啮合设有电机伞齿23,所述电机伞齿23安装在电机24的电机转轴25上,通过电机24同步带动四扇圆型伸缩屏蔽门16关闭或开启。
电机24启动,电机24依次通过电机转轴25、电机伞齿23、转动轴伞齿22带动转动轴20旋转,转动轴20在同报带动两端连接的调节套筒18转动,调节套筒18转动时,可以使两端连接的伸缩丝杆17同步缩短或伸长。
所述圆型伸缩屏蔽门16在开启时,圆型伸缩屏蔽门16收储在固定副翼5内。所述固定副5翼采用流线型设计。流线型设计是美国20世纪三四十年代最流行的一种设计风格,以圆滑流畅的流线体为主要形式,最初主要运用在汽车、火车交通工具上,后来广泛流行,几乎波及到所有的产品外形。科技发展与消费主义促成了流线型风格的产生和流行。科技发展经常给现代设计提供以灵感,流线型本是空气动力学中的一个术语,用来描述表面圆滑、线条流畅的物体形态。这种线状,因为能够减少物体在高速运动时的风阻,所以被运用到交通工具的设计上。所述机身1底部设有支撑架26。支撑架26在飞机降落时可以支撑飞机。
本发明一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,通过设置固定副翼,固定副翼采用流线型设计,固定副翼是机身两侧的延伸,固定主翼设置在固定副翼外侧,通过设置固定副翼,一可以有效减小固定主翼的长度,在保证相同飞机平衡度的情况下,从而减小整体飞机的空间尺寸,二可以用来安装垂直推进器,因为固定副翼长的宽度基本和机身相当,所以连接部位面积大,连接牢固,垂直推进器安装在固定副翼内,可以有效提高垂直推进器的安装强度,从而可以提升更大的载重量,另外,垂直推进器是隐藏在固定副翼内安装,从而垂直推进器也不会在飞机巡航时产生阻力;
垂直推进器安装在固定副翼内会产生一个问题,就是垂直推进器安装部位垂直推进器安装孔在飞机巡航时空气上下不能对流,否则会影响飞机的平衡,为了解决该问题,本发明在垂直推进器安装孔的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置,通过屏蔽门装置可以在飞机巡航时将垂直推进器安装孔封闭,将垂直推进器隐藏在固定副翼内。
通过在固定副翼上设置垂直推进器安装孔,并垂直推进器安装孔的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置,在飞机降落时,通过开启垂直推进器安装孔可以有效减小飞机降落时的阻力,这在紧急情况发生时,可以快速完成飞机降落。
实施例2,所以的屏蔽门装置同步控制,便于操作。本发明可以通过对屏蔽门装置的开启控制,来控制机身的平衡性,从而为飞机安全飞行提供一道保证。在飞行中由两个半圆型伸缩屏蔽门盖住螺旋桨或涵道推进器使机翼保持完整流畅的外观,在飞行中不产生窝流气旋,飞机垂直起降升力由布置在机翼中的多个涵道推进器提供,飞机平飞过程中,机翼中的涵道推进器涵道口将由封闭机构封闭,使飞机保持良好的气动外形。
在固定副翼5由多个螺旋桨或涵道推进器升降飞机,在飞行中由圆型伸缩屏蔽门盖住螺旋桨或涵道推进器使机翼保持完整流畅的外观,在飞行中不产生窝流气旋,飞机垂直起降升力由布置在机翼中的多个涵道推进器提供,飞机平飞过程中,机翼中的涵道推进器涵道口将由封闭机构封闭,使飞机保持良好的气动外形。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,包括机身(1)、固定主翼(2)、水平推进器(3)和垂直推进器(4),其特征在于:所述机身(1)两侧对称设有固定副翼(5),在每件固定副翼(5)设有两个垂直推进器安装孔(6),每个垂直推进器安装孔(6)内设有一套垂直推进器(4);所述固定主翼(2)设置在固定副翼(5)外侧,所述水平推进器(3)设置在机身(1)尾部推动飞机巡航飞行;在垂直推进器安装孔(6)的上口位置或/和下口位置设有屏蔽门装置;
所述屏蔽门装置包括一扇圆型伸缩屏蔽门(16),每扇圆型伸缩屏蔽门(16)上连接有伸缩丝杆(17),一件固定副翼(5)上的对应两扇圆型伸缩屏蔽门(16)的伸缩丝杆(17)通过调节套筒(18)连接,所述调节套筒(18)中部设有套筒伞齿(19),两件固定副翼(5)上对应的套筒伞齿(19)通过转动轴(20)及转动轴(20)两端设置的转动轴端头伞齿(21)连接传动,在转动轴(20)中部设有转动轴伞齿(22),所述转动轴伞齿(22)相啮合设有电机伞齿(23),所述电机伞齿(23)安装在电机(24)的电机转轴(25)上,通过电机(24)同步带动四扇圆型伸缩屏蔽门(16)关闭或开启;
所述固定副翼(5)采用流线型设计。
2.根据权利要求1所述的一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,其特征在于:所述圆型伸缩屏蔽门(16)在开启时,圆型伸缩屏蔽门(16)收储在固定副翼(5)内。
3.根据权利要求1所述的一种具有垂直升降功能的多动力固定翼飞机,其特征在于:所述机身(1)底部设有支撑架(26)。
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