CN109263967A - 一种三栖垂直升降飞机 - Google Patents

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Abstract

一种三栖垂直升降飞机，属于飞行器技术领域，包括机身、机翼、换向换向升力装置、垂直升力装置、方向舵。机身呈扁平菱状结构，机身内设有主控器，主控器与换向升力装置、垂直升力装置及方向舵相连接；机翼采用前掠翼式；换向升力装置位于机翼的前缘，在主控器的控制下能够进行90度转向，为飞机提供垂直方向的升力或前进的拉力；垂直升力装置采用电机带动桨叶转动的形式为飞机提供向上的升力，垂直升力装置布置在机身的后端；方向舵在机翼两侧翼尖部位均有布置。本发明能够进行垂直升降，航行时间长，飞行过程平稳，拥有两种提供升力的方式，安全系数高，适用于物流运输、空中灭火、灾后救援等工作。

Description

一种三栖垂直升降飞机
技术领域
一种三栖垂直升降飞机，属于飞行器技术领域，尤其涉及一种飞机。
背景技术
固定翼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固定翼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，本发明提供了一种三栖垂直升降飞机，其能够进行垂直升降，空中悬停，长时间、长距离巡航。
一种三栖垂直升降飞机，包括机身、机翼、换向升力装置、垂直升力装置、方向舵。
所述机身呈扁平菱状结构，呈扁平菱形结构的机身能够减少飞机在进行巡航飞行时能够减少机身的所带来的空气阻力，而且机身还能充当垂直安定面，提高飞机飞行时的稳定性；而且机身底部接近船型结构，便于飞机在水面上行驶时减少水与飞机之间的摩擦力。
所述机身内设有主控器，主控器与换向升力装置、垂直升力装置及方向舵相连接；主控器能够控制换向升力装置进行90度转向，改变换向升力装置和垂直升力装置上电机的转速，同时还能控制方向舵进行左右偏转。
所述机翼采用前掠翼式，机翼位于机身的前部的左右两侧。
所述换向升力装置位于机翼的前缘，在主控器的控制下能够进行90度转向，为飞机提供垂直方向的升力或前进的拉力。换向升力装置包括四个带有螺旋桨的电机及用于安装四个电机上的换向座；四个换向座对称布置在机身左右两侧上的机翼前缘的前方，换向座采用舵机驱动的方式带动电机进行90度转向；四个电机安装在对应的换向座上，电机跟随着换向座进行转动；当电机的转动轴处于竖直向上时，四个电机为飞机提供向上的升力；当电机的转动轴处于水平向前时，四个电机为飞机提供前进的拉力；四个电机的桨叶在同一水平面上，靠近机翼翼尖部位的两个电机的转向相反，靠近机身的两个电机的转向相反，在机身同一侧的电机转向相反；四个电机相互抵消了扭矩，使得飞机能够平稳的进行垂直升降。
所述垂直升力装置采用电机带动桨叶转动的形式为飞机提供向上的升力，垂直升力装置布置在机身的后端；同时还能通过主控器控制垂直升力装置的电机转速来改变飞机的俯仰，当增大垂直升力装置的电机转速时，机身尾部的升力增大，使得飞机机头朝下，当降低垂直升力装置的电机转速时，机身尾部的升力减小，飞机机头朝上。
所述方向舵在机翼两侧翼尖部位均有布置，方向舵通过舵机与主控器相连，主控器控制舵机运动从而使方向舵左右偏转，进而改变飞机的航向；当飞机在水面上时，方向舵的下部分伸入到水中，便于飞机在水上进行快速转向；同时方向舵为飞机提供两个稳定面，使得飞机在飞行过程中更加平稳。
优选地，飞机采用电池供电的形式为飞机提供电源。
优选地，所述机身上设有后三点式起落架，两个前轮分别布置在方向舵的下端，前轮跟随方向舵的运动而转动从而便于飞机在地面上进行转向，后轮布置在机身的后端。
机身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。
在主控器的控制作用下，飞机起飞时，飞机由换向升力装置和垂直升力装置共同提供的升力进行垂直起飞；待飞机飞到一定高度后，主控器控制换向升力装置进行90度转向，使得换向升力装置为飞机提供前进的拉力，在这拉力的作用下，在飞机的机翼上产生升力，飞机通过机翼上的升力进行高速巡航飞行，飞机通过控制方向舵的偏转来改变飞机的航向，通过改变垂直升力装置上的电机的转速来改变飞机的俯仰；待飞机需要降落时，控器控制换向升力装置进行90度转向，使得换向升力装置为飞机提供向上的升力，飞机在换向升力装置和垂直升力装置共同提供的升力作用下垂直降落到地面或水面上。当飞机在水面上行驶时，主控器控制换向升力装置进行90度转向，使得换向升力装置为飞机提供前进的拉力，飞机在拉力的作用下在水面上行驶，飞机通过控制方向舵的偏转方向来改变前行的方向。
本发明的一种三栖垂直升降飞机，结合多旋翼飞机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，其机身飞船型结构，使得飞机能够在水面上行驶及起降，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是换向升力装置提供垂直升力时示意图；图2是换向升力装置提供拉力时示意图；图3是换向升力装置提供拉力时前面视示意图。
图中，1-机身，2-机翼，3-换向升力装置，4-垂直升力装置，5-方向舵，6-前轮，7-后轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作具体说明：一种三栖垂直升降飞机，包括机身1、机翼2、换向升力装置3、垂直升力装置4、方向舵5。
所述机身1呈扁平菱状结构，呈扁平菱形结构的机身1能够减少飞机在进行巡航飞行时能够减少机身1的所带来的空气阻力，而且机身1还能充当垂直安定面，提高飞机飞行时的稳定性；而且机身1底部接近船型结构，便于飞机在水面上行驶时减少水与飞机之间的摩擦力。
所述机身1内设有主控器，主控器与换向升力装置3、垂直升力装置4及方向舵5相连接；主控器能够控制换向升力装置3进行90度转向，改变换向升力装置3和垂直升力装置4上电机的转速，同时还能控制方向舵5进行左右偏转。
所述机翼2采用前掠翼式，机翼2位于机身1的前部的左右两侧。
所述换向升力装置3位于机翼2的前缘，在主控器的控制下能够进行90度转向，为飞机提供垂直方向的升力或前进的拉力。换向升力装置3包括四个带有螺旋桨的电机及用于安装四个电机上的换向座；四个换向座对称布置在机身1左右两侧上的机翼2前缘的前方，换向座采用舵机驱动的方式带动电机进行90度转向；四个电机安装在对应的换向座上，电机跟随着换向座进行转动；当电机的转动轴处于竖直向上时，四个电机为飞机提供向上的升力；当电机的转动轴处于水平向前时，四个电机为飞机提供前进的拉力；四个电机的桨叶在同一水平面上，靠近机翼2翼尖部位的两个电机的转向相反，靠近机身1的两个电机的转向相反，在机身1同一侧的电机转向相反；四个电机相互抵消了扭矩，使得飞机能够平稳的进行垂直升降。
所述垂直升力装置4采用电机带动桨叶转动的形式为飞机提供向上的升力，垂直升力装置4布置在机身1的后端；同时还能通过主控器控制垂直升力装置4的电机转速来改变飞机的俯仰，当增大垂直升力装置4的电机转速时，机身1尾部的升力增大，使得飞机机头朝下，当降低垂直升力装置4的电机转速时，机身1尾部的升力减小，飞机机头朝上。
所述方向舵5在机翼2两侧翼尖部位均有布置，方向舵5通过舵机与主控器相连，主控器控制舵机运动从而使方向舵5左右偏转，进而改变飞机的航向；当飞机在水面上时，方向舵5的下部分伸入到水中，便于飞机在水上进行快速转向；同时方向舵5为飞机提供两个稳定面，使得飞机在飞行过程中更加平稳。
飞机采用电池供电的形式为飞机提供电源。
所述机身1上设有后三点式起落架，两个前轮6分别布置在方向舵5的下端，前轮6跟随方向舵5的运动而转动从而便于飞机在地面上进行转向，后轮7布置在机身1的后端。
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。
在主控器的控制作用下，飞机起飞时，飞机由换向升力装置3和垂直升力装置4共同提供的升力进行垂直起飞；待飞机飞到一定高度后，主控器控制换向升力装置3进行90度转向，使得换向升力装置3为飞机提供前进的拉力，在这拉力的作用下，在飞机的机翼2上产生升力，飞机通过机翼2上的升力进行高速巡航飞行，飞机通过控制方向舵5的偏转来改变飞机的航向，通过改变垂直升力装置4上的电机的转速来改变飞机的俯仰；待飞机需要降落时，控器控制换向升力装置3进行90度转向，使得换向升力装置3为飞机提供向上的升力，飞机在换向升力装置3和垂直升力装置4共同提供的升力作用下垂直降落到地面或水面上。当飞机在水面上行驶时，主控器控制换向升力装置3进行90度转向，使得换向升力装置3为飞机提供前进的拉力，飞机在拉力的作用下在水面上行驶，飞机通过控制方向舵5的偏转方向来改变前行的方向。

Claims (5)

1.一种三栖垂直升降飞机，其特征在于：包括机身（1）、机翼（2）、换向升力装置（3）、垂直升力装置（4）、方向舵（5）；机身（1）呈扁平菱状结构，呈扁平菱形结构的机身（1）能够减少飞机在进行巡航飞行时能够减少机身（1）的所带来的空气阻力，而且机身（1）还能充当垂直安定面，提高飞机飞行时的稳定性；而且机身（1）底部接近船型结构，便于飞机在水面上行驶时减少水与飞机之间的摩擦力；机身（1）内设有主控器，主控器与换向升力装置（3）、垂直升力装置（4）及方向舵（5）相连接；主控器能够控制换向升力装置（3）进行90度转向，改变换向升力装置（3）和垂直升力装置（4）上电机的转速，同时还能控制方向舵（5）进行左右偏转；机翼（2）采用前掠翼式，机翼（2）位于机身（1）的前部的左右两侧；换向升力装置（3）位于机翼（2）的前缘，在主控器的控制下能够进行90度转向，为飞机提供垂直方向的升力或前进的拉力；垂直升力装置（4）采用电机带动桨叶转动的形式为飞机提供向上的升力，垂直升力装置（4）布置在机身（1）的后端；同时还能通过主控器控制垂直升力装置（4）的电机转速来改变飞机的俯仰，当增大垂直升力装置（4）的电机转速时，机身（1）尾部的升力增大，使得飞机机头朝下，当降低垂直升力装置（4）的电机转速时，机身（1）尾部的升力减小，飞机机头朝上；方向舵（5）在机翼（2）两侧翼尖部位均有布置，方向舵（5）通过舵机与主控器相连，主控器控制舵机运动从而使方向舵（5）左右偏转，进而改变飞机的航向；当飞机在水面上时，方向舵（5）的下部分伸入到水中，便于飞机在水上进行快速转向；同时方向舵（5）为飞机提供两个稳定面，使得飞机在飞行过程中更加平稳。
2.根据权利要求1所述的一种三栖垂直升降飞机，其特征在于：换向升力装置（3）包括四个带有螺旋桨的电机及用于安装四个电机上的换向座；四个换向座对称布置在机身（1）左右两侧上的机翼（2）前缘的前方，换向座采用舵机驱动的方式带动电机进行90度转向；四个电机安装在对应的换向座上，电机跟随着换向座进行转动；当电机的转动轴处于竖直向上时，四个电机为飞机提供向上的升力；当电机的转动轴处于水平向前时，四个电机为飞机提供前进的拉力；四个电机的桨叶在同一水平面上，靠近机翼（2）翼尖部位的两个电机的转向相反，靠近机身（1）的两个电机的转向相反，在机身（1）同一侧的电机转向相反；四个电机相互抵消了扭矩，使得飞机能够平稳的进行垂直升降。
3.根据权利要求1或2所述的一种三栖垂直升降飞机，其特征在于：机身（1）上设有后三点式起落架，两个前轮（6）分别布置在方向舵（5）的下端，前轮（6）跟随方向舵（5）的运动而转动从而便于飞机在地面上进行转向，后轮（7）布置在机身（1）的后端。
4.根据权利要求1或2所述的一种三栖垂直升降飞机，其特征在于：飞机采用电池供电的形式为飞机提供电源。
5.根据权利要求1或2所述的一种三栖垂直升降飞机，其特征在于：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。
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