CN109263931A - 一种垂直起降飞机 - Google Patents

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    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications

Abstract

一种垂直起降飞机，属于飞行器技术领域，包括机身、机翼、尾翼、多旋翼装置、驱动装置、传动杆；机身两侧的机翼上方各设有一个凹槽，凹槽平行于机身的中轴线；尾翼采用双垂尾翼。驱动装置通过齿轮结构与传动杆相连接，使得驱动装置带动传动杆在机翼的凹槽内转动；多旋翼装置有两个；传动杆呈U字形；传动杆的两条纵向杆分别在机翼的两个凹槽内进行转动，传动杆的上端分别固定在两个多旋翼装置的重心位置的机架上；在传动杆的横向杆上设有一个蜗轮；驱动装置的转动时带动蜗杆转动，转动的蜗杆带动蜗轮转动，传动杆带动两个多旋翼装置转动。本发明能够进行垂直升降，飞行过程平稳，安全系数高，适用于物流运输、空中灭火、灾后救援等工作。

Description

一种垂直起降飞机
技术领域
一种垂直起降飞机，属于飞行器技术领域，尤其涉及一种飞机。
背景技术
飞机虽然飞行速度快且航行时间长，但其不能够进行定点悬停；多旋翼飞行器虽然能够在空中进行悬停，但其航行时间短，飞行速度慢。虽然目前也有一些通过多旋翼飞行器和飞机结合起来的飞机，但它们都有一定的缺陷，在使用固定翼模式飞行时必须停掉多旋翼部分的动力，而这一部分就成为了飞机负担，无形中增加了飞机的负担。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种垂直起降飞机，其能够进行垂直升降，空中悬停，长时间、长距离巡航。
一种垂直起降飞机，包括机身、机翼、尾翼、多旋翼装置、驱动装置、传动杆；机身两侧的机翼上方各设有一个凹槽，凹槽平行于机身的中轴线；尾翼位于机身的末端，尾翼采用双垂尾翼。所述驱动装置布置在靠近飞机重心位置机身内，驱动装置通过齿轮结构与传动杆相连接，使得驱动装置带动传动杆在机翼的凹槽内转动；多旋翼装置有两个；传动杆呈U字形，传动杆的横向杆布置在飞机的重心位置，并且横向杆的两端通过轴承结构连接到机身及机翼上，从飞机上方往下看，传动杆的横向杆与机身相垂直；传动杆的两条纵向杆分别在机翼的两个凹槽内进行转动，传动杆的两条纵向杆的上端分别固定在两个多旋翼装置的重心位置的机架上；在传动杆的横向杆上设有一个蜗轮；驱动装置的伺服电机转动时带动蜗杆转动，转动的蜗杆带动蜗轮转动，使得传动杆带动两个多旋翼装置转动。蜗轮与蜗杆之间具有自锁效果，能够避免传动杆自由转动。
在飞机起飞前，驱动装置带动传动杆转动，使得传动杆的横向杆处于竖直状态，此时两个多旋翼装置跟随着传动杆的运动而处在机翼的上方，两个多旋翼装置的升力方向为竖直向上；飞机起飞时，通过两个多旋翼装置提供的向上的升力进行垂直起升；待飞机升到一定高度后，驱动装置带动传动杆转动，使得传动杆的横向杆处于水平向前的状态，此时两个多旋翼装置的升力方向变为水平方向，使得飞机获得水平向前的拉力，进而飞机在拉力的作用下通过机翼产生的升力进行巡航飞行，在飞行过程中通过飞机上的副翼及尾翼来调整飞机的飞行姿态；待飞机需要降落时，驱动装置带动传动杆转动，使得传动杆的横向杆处于竖直状态，此时两个多旋翼装置跟随着传动杆的运动而处在机翼的上方，两个多旋翼装置为飞机提供竖直向上的升力，最后飞机通过两个多旋翼装置所提供的升力进行垂直降落。
优选地，所述两个多旋翼装置结构相同，它们均设有两个带桨叶的电机；两个电机前后对称布置，它们的转向相反，相互抵消扭矩。
优选地，所述机身下方左右两侧设有浮筒，在飞机进行垂直降落在水面上时能起平衡及增大浮力作用，防止飞机发生侧翻，便于飞机平稳降落在水面上或在水面上行驶。飞机降落到水面上或地面上时，浮筒撑起机身，机身头部尖端到水面的距离大于多旋翼装置的最大半径，飞机通过滑翔降落的方式降落的时候多旋翼装置打到水面上。
优选地，传动杆的横向杆处于水平向前的状态时，多旋翼装置的升力方向变为水平方向，多旋翼装置上的两个电机变为在机翼前缘上下布置，两个电机所在平面与在机身同一侧的垂尾在同一平面上，多旋翼装置所产生的高速气流能够作用在尾翼的的垂尾上，提高垂尾的效率。
优选地，本发明的飞机采用电池供电的形式提供电源，电池布置在机身内；为便于电池为多旋翼装置供电线路的铺设，传动杆采用空心结构，电源线在传动杆内穿过连接到多旋翼装置上。
飞机内配备有辅助飞行的航电设备及传感器，便于观察飞机飞行时的航向、高度、速度及飞机各部位运行状况。
本发明的一种垂直起降飞机，结合多旋翼装置和固定翼的飞机的优点，能够进行垂直升降，空中悬停，航行时间长，飞行过程平稳，安全系数高，适用于物流运输、空中灭火、灾后救援等工作。
附图说明
图1是多旋翼装置提供垂直升力时结构示意图；图2是多旋翼装置提供拉力时结构示意图；图3是多旋翼装置提供垂直升力时驱动装置与传动杆的连接示意图；图4是多旋翼装置提供拉力时驱动装置与传动杆的连接示意图。
图中，1-机身，2-机翼，3-尾翼，4-多旋翼装置，5-驱动装置，6-传动杆，7-凹槽，8-蜗杆，9-蜗轮，10-浮筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作具体说明：一种垂直起降飞机，包括机身1、机翼2、尾翼3、多旋翼装置4、驱动装置5、传动杆6；机身1两侧的机翼2上方各设有一个凹槽7，凹槽7平行于机身1的中轴线；尾翼3位于机身1的末端，尾翼3采用双垂尾翼3。所述驱动装置5布置在靠近飞机重心位置机身1内，驱动装置5上连接有蜗杆8，蜗杆8与传动杆6相连接，使得驱动装置5带动传动杆6在机翼2的凹槽7内转动；多旋翼装置4有两个；传动杆6呈U字形，传动杆6的横向杆布置在飞机的重心位置，并且横向杆的两端通过轴承结构连接到机身1及机翼2上，从飞机上方往下看，传动杆6的横向杆与机身1相垂直；传动杆6的两条纵向杆分别在机翼2的两个凹槽7内进行转动，传动杆6的两条纵向杆的上端分别固定在两个多旋翼装置4的重心位置的机架上；在传动杆6的横向杆上设有一个蜗轮9；驱动装置5的伺服电机转动时带动蜗杆8转动，转动的蜗杆8带动蜗轮9转动，使得传动杆6带动两个多旋翼装置4转动。蜗轮9与蜗杆8之间具有自锁效果，能够避免传动杆6自由转动。
所述两个多旋翼装置4结构相同，它们均设有两个带桨叶的电机；两个电机前后对称布置，它们的转向相反，相互抵消扭矩。
所述机身1下方左右两侧设有浮筒10，在飞机进行垂直降落在水面上时能起平衡及增大浮力作用，防止飞机发生侧翻，便于飞机平稳降落在水面上或在水面上行驶。飞机降落到水面上或地面上时，浮筒10撑起机身1，机身1头部尖端到水面的距离大于多旋翼装置4的最大半径，飞机通过滑翔降落的方式降落的时候多旋翼装置4打到水面上。
传动杆6的横向杆处于水平向前的状态时，多旋翼装置4的升力方向变为水平方向，多旋翼装置4上的两个电机变为在机翼2前缘上下布置，两个电机所在平面与在机身1同一侧的垂尾在同一平面上，多旋翼装置4所产生的高速气流能够作用在尾翼3的的垂尾上，提高垂尾的效率。
本发明的飞机采用电池供电的形式提供电源，电池布置在机身1内；为便于电池为多旋翼装置4供电线路的铺设，传动杆6采用空心结构，电源线在传动杆6内穿过连接到多旋翼装置4上。
机身1内配备有辅助飞行的航电设备及传感器，便于观察飞机飞行时的航向、高度、速度及飞机各部位运行状况。
在飞机起飞前，驱动装置5带动传动杆6转动，使得传动杆6的横向杆处于竖直状态，此时两个多旋翼装置4跟随着传动杆6的运动而处在机翼2的上方，两个多旋翼装置4的升力方向为竖直向上；飞机起飞时，通过两个多旋翼装置4提供的向上的升力进行垂直起升；待飞机升到一定高度后，驱动装置5带动传动杆6转动，使得传动杆6的横向杆处于水平向前的状态，此时两个多旋翼装置4的升力方向变为水平方向，使得飞机获得水平向前的拉力，进而飞机在拉力的作用下通过机翼2产生的升力进行巡航飞行，在飞行过程中通过飞机上的副翼及尾翼3来调整飞机的飞行姿态；待飞机需要降落时，驱动装置5带动传动杆6转动，使得传动杆6的横向杆处于竖直状态，此时两个多旋翼装置4跟随着传动杆6的运动而处在机翼2的上方，两个多旋翼装置4为飞机提供竖直向上的升力，最后飞机通过两个多旋翼装置4所提供的升力进行垂直降落。

Claims (6)

1.一种垂直起降飞机，其特征在于：包括机身（1）、机翼（2）、尾翼（3）、多旋翼装置（4）、驱动装置（5）、传动杆（6）；机身（1）两侧的机翼（2）上方各设有一个凹槽（7），凹槽（7）平行于机身（1）的中轴线；尾翼（3）位于机身（1）的末端，尾翼（3）采用双垂尾翼（3）；所述驱动装置（5）布置在靠近飞机重心位置机身（1）内，驱动装置（5）上连接有蜗杆（8），蜗杆（8）与传动杆（6）相连接，使得驱动装置（5）带动传动杆（6）在机翼（2）的凹槽（7）内转动；多旋翼装置（4）有两个；传动杆（6）呈U字形，传动杆（6）的横向杆布置在飞机的重心位置，并且横向杆的两端通过轴承结构连接到机身（1）及机翼（2）上，从飞机上方往下看，传动杆（6）的横向杆与机身（1）相垂直；传动杆（6）的两条纵向杆分别在机翼（2）的两个凹槽（7）内进行转动，传动杆（6）的两条纵向杆的上端分别固定在两个多旋翼装置（4）的重心位置的机架上；在传动杆（6）的横向杆上设有一个蜗轮（9）；驱动装置（5）的伺服电机转动时带动蜗杆（8）转动，转动的蜗杆（8）带动蜗轮（9）转动，使得传动杆（6）带动两个多旋翼装置（4）转动；蜗轮（9）与蜗杆（8）之间具有自锁效果，避免传动杆（6）自由转动。
2.根据权利要求1所述的一种垂直起降飞机，其特征在于：所述两个多旋翼装置（4）结构相同，它们均设有两个带桨叶的电机；两个电机前后对称布置，它们的转向相反，相互抵消扭矩。
3.根据权利要求1所述的一种垂直起降飞机，其特征在于：所述机身（1）下方左右两侧设有浮筒（10），在飞机进行垂直降落在水面上时能起平衡及增大浮力作用，防止飞机发生侧翻，便于飞机平稳降落在水面上或在水面上行驶；飞机降落到水面上或地面上时，浮筒（10）撑起机身（1），机身（1）头部尖端到水面的距离大于多旋翼装置（4）的最大半径，飞机通过滑翔降落的方式降落的时候多旋翼装置（4）打到水面上。
4.根据权利要求1所述的一种垂直起降飞机，其特征在于：传动杆（6）的横向杆处于水平向前的状态时，多旋翼装置（4）的升力方向变为水平方向，多旋翼装置（4）上的两个电机变为在机翼（2）前缘上下布置，两个电机所在平面与在机身（1）同一侧的垂尾在同一平面上，多旋翼装置（4）所产生的高速气流能够作用在尾翼（3）的的垂尾上，提高垂尾的效率。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种垂直起降飞机，其特征在于：本发明的飞机采用电池供电的形式提供电源，电池布置在机身（1）内；为便于电池为多旋翼装置（4）供电线路的铺设，传动杆（6）采用空心结构，电源线在传动杆（6）内穿过连接到多旋翼装置（4）上。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种垂直起降飞机，其特征在于：飞机内配备有辅助飞行的航电设备及传感器，便于观察飞机飞行时的航向、高度、速度及飞机各部位运行状况。
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