CN108910018A - 一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，包括飞行控制器、动作舵机及垂直尾翼，所述飞行控制器设置于飞行器机身内靠近飞机重心的部位，所述动作舵机设置于飞行器机身内的尾部，所述垂直尾翼可折叠的连接于飞行器机身的上表面，所述垂直尾翼的折叠方向垂直于飞行器机身的飞行方向，所述动作舵机线路连接于垂直尾翼。该可折叠垂直尾翼系统的结构设置合理，减小了复合翼飞行器由风力产生的控制问题，使飞行器的抗风能力大为提高；此可折叠垂直尾翼系统不限于由上向下折叠，亦可由下向上折叠，并适用于常规布局、飞翼、尾撑型等各种布局的飞行器。

Description

一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统

技术领域

本发明涉及可折叠垂直尾翼，更具体地说，它涉及一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，属于飞行器技术领域。

背景技术

无人直升机可以垂直起降不受场地限制，但是续航时间和速度却相对受限。固定翼无人机续航时间长、速度高但却需要起飞跑道，而倾转旋翼无人机结合了直升机机和固定翼的优点，既有旋翼又有固定机翼，而且旋翼可以从垂直位置转向水平位或者从水平位置转到垂直位置，因此这种无人机兼具垂直、短距离起降和高速巡航的特点。目前从世界范围来看，倾转旋翼技术还处于起步阶段，只有少数国家技术相对成熟。

尾翼是复合翼飞行器的重要组成部件，现有复合翼飞行器通常采用垂直尾翼。复合翼飞行器一般分为固定翼飞行状态，多轴飞行状态，在固定翼状态飞行时，垂直尾翼能产生航向安定性，并可以通过偏转方向舵面产生偏航力距而有效控制飞行方向。

在多轴状态飞行时，由于飞行器水平速度很小或者为零，此时垂直尾翼无法产生偏转力距，飞行器的偏转力距由多轴电机间的差带提供飞行器在多轴状态飞行时。如果飞行环境有风，空气与垂直尾翼有相对速度，垂直尾翼会产生偏转力距，由于该力距的方向和大小取决于风力的大小和方向，即此时垂直尾翼产生的力距是使飞行器趋向于失控的有害力距，当风力在到一定程度，飞行器将失去航向控制。

随着无人机技术的迅猛发展，无人机技术也在不断被革新，有了较大程度的进步。另外，无人机市场需求巨大，具有广阔的前景，因而开发一种用于复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼，具有较大意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，减小了复合翼飞行器由风力产生的控制问题，降低了由于多轴电机为调整航向而产生的差动导致的个别电机过载，从而降低了对电机储备功率的要求，并使飞行器的抗风能力大为提高。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，其特征是：包括飞行控制器、动作舵机及垂直尾翼，所述飞行控制器设置于飞行器机身内，所述动作舵机设置于飞行器机身内的尾部，所述垂直尾翼可折叠的连接于飞行器机身表面，所述垂直尾翼的折叠方向垂直于飞行器机身的飞行方向，所述动作舵机线路连接于垂直尾翼。

作为优选方案，所述垂直尾翼的折叠方向近似垂直于飞行器机身的飞行方向。

作为优选方案，所述垂直尾翼通过与飞行器机身飞行方向平行的折叠转轴活动连接于飞行器机身尾部。

作为优选方案，所述垂直尾翼通过与飞行器机身飞行方向近似平行的折叠转轴活动连接于飞行器机身尾部。

作为优选方案，所述垂直尾翼设置为单垂尾、双垂尾或多垂尾中的一种，所述垂直尾翼设置在飞行器机身的尾部，且垂直尾翼在未折叠时处于飞行器原设计的正常状态。

作为优选方案，所述垂直尾翼设置为单垂尾，所述单垂尾设置在飞行器机身后上部或后下部。

作为优选方案，所述垂直尾翼设置为双垂尾，所述双垂尾分别设置在飞行器机身两侧的飞翼机翼上表面或下表面部位。

作为优选方案，所述垂直尾翼设置为双垂尾，所述双垂尾分别设置在双尾撑飞机水平尾翼的两端。

采用上述技术方案，当上立垂直尾翼则向下折叠，当下立垂直尾翼则向上折叠。

本发明提供一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，实施本发明实施例，具有如下有益效果：

该可折叠垂直尾翼系统的结构设置合理，减小了复合翼飞行器由风力产生的控制问题，使飞行器的抗风能力大为提高；

另外，此可折叠垂直尾翼系统不限于由上向下折叠，亦可由下向上折叠，并适用于常规布局、飞翼、尾撑型等各种布局的飞行器。

附图说明

图1为发明实施例中整体截面结构正视图；

图2为发明实施例2中V型垂直折叠的正常状态截面正视图；

图3为发明实施例2中V型垂直折叠的垂尾折叠状态截面正视图；

图4为发明实施例3中飞翼垂尾折叠的正常状态截面正视图；

图5为发明实施例3中飞翼垂尾折叠的垂尾折叠状态截面正视图；

图6为发明实施例4中双尾撑机型垂尾折叠的正常状态截面正视图；

图7为发明实施例4中双尾撑机型垂尾折叠的垂尾折叠状态截面正视图。

附图标记说明：1、飞行器机身；101、飞翼机翼；102、双尾撑飞机机翼；2、飞行控制器；3、动作舵机；4、垂直尾翼；5、折叠转轴；6、水平尾翼；7、飞机重心部位。

具体实施方式

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。

实施例1：

参照图1，一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼4系统，包括飞行控制器2、动作舵机3及垂直尾翼4，所述飞行控制器2设置于飞行器机身1内靠近飞机重心部位7，所述动作舵机3设置于飞行器机身1内的尾部，所述垂直尾翼4可折叠的连接于飞行器机身1的上表面，所述垂直尾翼4的折叠方向垂直于飞行器机身1的飞行方向，所述动作舵机3线路连接于垂直尾翼4。

在本较佳实施例中，所述的垂直尾翼4通过与飞行器机身1飞行方向平行的折叠转轴5活动连接于飞行器机身1尾部。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础之上的结构进行了改进。

参照图1至图3，一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼 4系统，包括飞行控制器2、动作舵机3及垂直尾翼4，所述飞行控制器2设置于飞行器机身1内靠近飞机重心部位7，所述动作舵机3 设置于飞行器机身1内的尾部，所述垂直尾翼4可折叠的连接于飞行器机身1的上表面，所述垂直尾翼4的折叠方向垂直于飞行器机身1 的飞行方向，所述动作舵机3线路连接于垂直尾翼4。

在本较佳实施例中，所述的垂直尾翼4通过与飞行器机身1飞行方向平行的折叠转轴5活动连接于飞行器机身1尾部。

在本较佳实施例中，所述垂直尾翼4的个数设置为两个，所述垂直尾翼4设置在飞行器机身1的尾部，且两个垂直尾翼4在未折叠的正常状态下组成V型结构。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础之上的结构进行了改进。

参照图1、图4及图5，一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼4系统，包括飞行控制器2、动作舵机3及垂直尾翼4，所述飞行控制器2设置于飞行器机身1内靠近飞机重心部位7，所述动作舵机3设置于飞行器机身1内的尾部，所述垂直尾翼4可折叠的连接于飞行器机身1的上表面，所述垂直尾翼4的折叠方向垂直于飞行器机身1的飞行方向，所述动作舵机3线路连接于垂直尾翼4。

在本较佳实施例中，所述的垂直尾翼4通过与飞行器机身1飞行方向平行的折叠转轴5活动连接于飞行器机身1尾部。

在本较佳实施例中，所述垂直尾翼4的个数设置为两个，两个垂直尾翼4分别设置在飞行器机身1两侧的飞翼机翼101的端部。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础之上的结构进行了改进。

参照图1、图6及图7，一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼4系统，包括飞行控制器2、动作舵机3及垂直尾翼4，所述飞行控制器2设置于飞行器机身1内靠近飞机重心部位7，所述动作舵机3设置于飞行器机身1内的尾部，所述垂直尾翼4可折叠的连接于飞行器机身1的上表面，所述垂直尾翼4的折叠方向垂直于飞行器机身1的飞行方向，所述动作舵机3线路连接于垂直尾翼4。

在本较佳实施例中，所述的垂直尾翼4通过与飞行器机身1飞行方向平行的折叠转轴5活动连接于飞行器机身1尾部。

在本较佳实施例中，所述垂直尾翼4的个数设置为两个，两个垂直尾翼4沿着飞行器机身1中心位置对称设置在双尾撑飞机机翼102 顶边。

在本较佳实施例中，在两个垂直尾翼4之间还设置有水平尾翼6。

工作原理为：正常状态下的飞行器，以重心轴为分界点，前机身和侧面积是小于后机身(垂直尾翼一边)侧面积的，所以受风力作用时，后机身产生的力距是大于前机身，导致飞行产生偏转力，当飞行器进入多轴飞行状态，水平速降低为零或者小于设定值时，飞行控制器发出信号启动动作舵机，舵机直接驱动或者过去传动机构驱动垂直尾翼，垂直尾翼沿折叠转轴往地平方向转动，垂直尾翼的等效侧面积随之减小，减小的侧面积大小与折叠转动角度正相关，根据具体机型的前后侧面积比例设定垂直尾翼的最大转动角度，以使前后等效侧面积和差值减到最小甚至相等，从而风力使用于无人机时产生的偏航力距最小化，使无飞行器可以在更高风力级数的环境使用

当飞行器进入固定翼状态飞行或者飞行速度大于设定值，飞行控制器发出信号反向启动动作舵机，使垂直尾翼转动至正常角度。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础之上的结构进行了改进。

参照图1至图7，一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼 4系统，其特征是：包括飞行控制器2、动作舵机3及垂直尾翼4，所述飞行控制器2设置于飞行器机身1内，所述动作舵机3设置于飞行器机身1内的尾部，所述垂直尾翼4可折叠的连接于飞行器机身1 表面，所述垂直尾翼4的折叠方向垂直于飞行器机身1的飞行方向，所述动作舵机3线路连接于垂直尾翼4。

在本实施例中，所述垂直尾翼4的折叠方向近似垂直于飞行器机身1的飞行方向。所述垂直尾翼4通过与飞行器机身1飞行方向平行的折叠转轴5活动连接于飞行器机身1尾部。所述垂直尾翼4通过与飞行器机身1飞行方向近似平行的折叠转轴5活动连接于飞行器机身 1尾部。所述垂直尾翼4设置为单垂尾、双垂尾或多垂尾中的一种，所述垂直尾翼4设置在飞行器机身1的尾部，且垂直尾翼4在未折叠时处于飞行器原设计的正常状态。

在本实施例中，所述垂直尾翼4设置为单垂尾，所述单垂尾设置在飞行器机身1后上部或后下部。所述垂直尾翼4设置为双垂尾，所述双垂尾分别设置在飞行器机身1两侧的飞翼机翼101上表面或下表面部位。所述垂直尾翼4设置为双垂尾，所述双垂尾分别设置在双尾撑飞机水平尾翼6的两端。当上立垂直尾翼4则向下折叠，当下立垂直尾翼4则向上折叠。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

该可折叠垂直尾翼4系统的结构设置合理，减小了复合翼飞行器由风力产生的控制问题，使飞行器的抗风能力大为提高；另外，此可折叠垂直尾翼4系统不限于由上向下折叠，亦可由下向上折叠，并适用于常规布局、飞翼、尾撑型等各种布局的飞行器。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，其特征是：包括飞行控制器、动作舵机及垂直尾翼，所述飞行控制器设置于飞行器机身内，所述动作舵机设置于飞行器机身内的尾部，所述垂直尾翼可折叠的连接于飞行器机身表面，所述垂直尾翼的折叠方向垂直于飞行器机身的飞行方向，所述动作舵机线路连接于垂直尾翼。

2.根据权利要求1所述的复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，其特征是：所述垂直尾翼的折叠方向近似垂直于飞行器机身的飞行方向。

3.根据权利要求1或2所述的复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，其特征是：所述垂直尾翼通过与飞行器机身飞行方向平行的折叠转轴活动连接于飞行器机身尾部。

4.根据权利要求1或2所述的复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，其特征是：所述垂直尾翼通过与飞行器机身飞行方向近似平行的折叠转轴活动连接于飞行器机身尾部。

5.根据权利要求1所述的复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，其特征是：所述垂直尾翼设置为单垂尾、双垂尾或多垂尾中的一种，所述垂直尾翼设置在飞行器机身的尾部，且垂直尾翼在未折叠时处于飞行器原设计的正常状态。

6.根据权利要求5所述的复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，其特征是：所述垂直尾翼设置为单垂尾，所述单垂尾设置在飞行器机身后上部或后下部。

7.根据权利要求5所述的复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，其特征是：所述垂直尾翼设置为双垂尾，所述双垂尾分别设置在飞行器机身两侧的飞翼机翼上表面或下表面部位。

8.根据权利要求1所述的复合翼垂直起降飞行器的可折叠垂直尾翼系统，其特征是：所述垂直尾翼设置为双垂尾，所述双垂尾分别设置在双尾撑飞机水平尾翼的两端。