CN109263974A - 一种水上垂直升降飞机 - Google Patents
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Abstract
一种水上垂直升降飞机，属于飞行器技术领域，包括机身、机翼、换向升力装置、垂直升力装置、尾桨、浮筒。机身内设有主控器，主控器与换向升力装置、垂直升力装置及尾桨相连接；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；尾桨位于垂直升力装置的下方。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
技术领域
一种水上垂直升降飞机，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，本发明提供了一种水上垂直升降飞机，其能够进行垂直升降，空中悬停，长时间、长距离巡航。
一种水上垂直升降飞机，包括机身、机翼、换向升力装置、垂直升力装置、尾桨、浮筒。
所述机身是一个中间大，向两头缓慢收缩的流线体。
所述机身内设有主控器，主控器与换向升力装置、垂直升力装置及尾桨相连接；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，同时还能控制尾桨的转速及转向。
所述机翼采用前掠翼式，机翼位于机身的头部的左右两侧。
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。
所述尾桨位于垂直升力装置的下方，尾桨采用电机驱动，尾桨通过电机与主控器相连，主控器控制该电机的转速及转向来改变飞机的航向。
优选地，飞机采用电池供电的形式为飞机提供电源。
优选地，所述机身下方左右两侧设有浮筒，这样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；飞机降落到地面上时浮筒还能起支撑作用。
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，飞机通过控制尾桨的转速及转向来改变飞机的航向，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，飞机通过控制尾桨的转速来改变前行的方向。
本发明的一种水上垂直升降飞机，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，其机身上设有浮筒，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前进拉力时示意图。
图中，1-机身，2-机翼，3-换向升力装置，4-垂直升力装置，5-尾桨，6-浮筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作具体说明：一种水上垂直升降飞机，包括机身1、机翼2、换向升力装置3、垂直升力装置4、尾桨5、浮筒6。
所述机身1是一个中间大，向两头缓慢收缩的流线体。
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及尾桨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，同时还能控制尾桨5的转速及转向。
所述机翼2采用前掠翼式，机翼2位于机身1的头部的左右两侧。
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。
所述尾桨5位于垂直升力装置4的下方，尾桨5采用电机驱动，尾桨5通过电机与主控器相连，主控器控制该电机的转速及转向来改变飞机的航向。
飞机采用电池供电的形式为飞机提供电源。
所述机身1下方左右两侧设有浮筒6，这样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；飞机降落到地面上时浮筒6还能起支撑作用。
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，飞机通过控制尾桨5的转速及转向来改变飞机的航向，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，飞机通过控制尾桨5的转速来改变前行的方向。
Claims (4)
1.一种水上垂直升降飞机，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）、尾桨（5）、浮筒（6）；机身（1）是一个中间大，向两头缓慢收缩的流线体；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）及尾桨（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，同时还能控制尾桨（5）的转速及转向；机翼（2）采用前掠翼式，机翼（2）位于机身（1）的头部的左右两侧；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；尾桨（5）位于垂直升力装置（4）的下方，尾桨（5）采用电机驱动，尾桨（5）通过电机与主控器相连，主控器控制该电机的转速及转向来改变飞机的航向；机身（1）下方左右两侧设有浮筒（6），这样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；飞机降落到地面上时浮筒（6）还能起支撑作用。
2.根据权利要求1所述的一种水上垂直升降飞机，其特征在于：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。
3.根据权利要求1或2所述的一种水上垂直升降飞机，其特征在于：飞机采用电池供电的形式为飞机提供电源。
4.根据权利要求1或2所述的一种水上垂直升降飞机，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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