CN110104168A - 一种飞翼式旋转机翼机 - Google Patents

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李涛
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Abstract

本发明公开了一种飞翼式旋转机翼机，所述旋转机翼机具有机身和机翼，机翼设置在机身的两侧，机翼设置有螺旋桨，机身上设置有起落架，主轴穿过机身，在主轴的两端安装有轴承与两侧机翼连接，机翼通过机翼旋转与锁定装置能够绕主轴旋转，并能够在旋转预定角度之后实现锁定。旋转机翼机同时兼顾飞翼良好的气动外形和旋转机翼机垂直起降的功能，相对于一般的倾转旋翼机减轻了垂直起降时对发动机的要求，同时也为未来飞行器发展提供了的一个新的思路。

Description

一种飞翼式旋转机翼机
技术领域
本发明属于新型飞行器设计领域，具体涉及一种飞翼式旋转机翼机。是一种将旋转机翼飞机与飞翼式飞机相结合的新型飞翼式旋转机翼机。
背景技术
飞行器的飞翼式布局是指仅有一块一体翼面的气动布局形式，全机没有平尾、垂尾、鸭翼等安定面，甚至没有明显的机身。其结构效率较高，可以实现更大的载油量和更大的起飞质量，这意味着飞翼布局的航程和航时必然比常规布局的大。飞翼式布局具有升阻比大、气动效率高，载荷分布均匀、结构效率高，有效载荷量大，隐身性能好等突出的优点。然而飞翼式飞机也有着滑跑距离长，对场地要求高等缺点。
旋转机翼飞机是一种新概念飞行器,是旋翼飞行器和固定翼飞行器的结合。它的最大特点是有一副既可以高速旋转作为旋翼,又可以锁定作为固定翼的旋转机翼,使其既可以像直升机那样垂直起降和定点悬停,又具有喷气式固定翼飞机的高速巡航能力。
波音公司的X50-A“蜻蜓”鸭式旋转机翼(CRW)技术验证机就是旋转机翼的典型代表，但是两架验证机相继在验证飞行中坠毁，并没有完成完整的过渡飞行。2014年7月，美国Dzyne技术公司设计了一款碳纤维复合“探路者”无人机，其机翼与机身可以成0°到75°的夹角，可以根据不同的飞行状态进行角度调整。目前国内尚缺乏旋转机翼飞行验证方面的研究。
发明内容
基于对以上问题的思考，飞翼式飞机与旋转机翼式飞机相结合为未来旋转飞翼式飞机提供了一个方向和思路。飞翼式旋转机翼机采用机翼旋转技术，使其同时具有垂直起降的功能与良好的气动性能。
本发明公开了：一种飞翼式旋转机翼机，所述旋转机翼机具有机身和机翼，所述机翼设置在机身的两侧，机翼设置有螺旋桨，机身上设置有起落架，主轴穿过机身，在主轴的两端安装有轴承与两侧机翼连接，所述机翼通过机翼旋转与锁定装置能够绕主轴旋转，并能够在旋转预定角度之后实现锁定。
进一步地，所述旋转与锁定装置包括设置在机身上的电机、设置在机翼上的滑轨、电机输出轴驱动旋转的连杆，所述连杆上设置有滑轮，所述滑轮设置在滑轨中，在电机驱动连杆旋转时滑轮在滑轨中移动，机翼上还设置有锁定孔，机身上对应有插入销(在机翼旋转到预定角度时，插入销从机身中伸出插入到锁定孔中)。
进一步地，所述轴承为轴向压力轴承，所述轴承固定在机翼上，所述轴承与主轴的接触面处设置有环形凹槽，所述主轴上对应设置有环形凸起，凹槽与凸起的配合实现轴承只可以旋转，不会发生径向移动。
进一步地，所述起落架由6根弯曲的支架组成，机身前后各三根，与主轴对称设置。
进一步地，所述插入销在锁定孔绕主轴旋转的路径上对应设置有多个，所述电机根据控制信号旋转一定角度，在电机旋转后与锁定孔对应的插入销被弹起伸出，插入到锁定孔中，实现在一定角度处的锁定。
进一步地，所述滑轨上沿滑轨的走向设置有凸起轨，所述滑轮上轴向设置有凹槽。
本发明的目的：旨在发展一种新型旋转机翼式飞机，通过综合飞翼式飞机与旋转机翼机两者的优点，提出了一种基于飞翼式布局，并通过机翼旋转机构使其旋转机翼而对其起飞方式进行改进，降低对场地的要求的新型飞行器。
本发明的技术解决方案：基于飞机双发的设置，通过机翼旋转机构实现机翼的旋转，使得飞机起飞时所需的升力同时来源于发动机拉力，以及机翼产生的升力。达到可以平飞的高度后，机翼逐渐放平并最终锁定，实现垂飞改平飞。
本发明的优点：旋转机翼机同时兼顾飞翼良好的气动外形和旋转机翼机垂直起降的功能，相对于一般的倾转旋翼机减轻了垂直起降时对发动机的要求，同时也为未来飞行器发展提供了的一个新的思路。
附图说明
图1本发明旋转机翼机机翼锁定时的整机正视图。
图2本发明旋转机翼机右机翼在起飞或者是降落过程中机翼绕轴的旋转剖面示意图，即左侧视图。
图3本发明旋转机翼机左机翼在起飞或者是降落过程中机翼绕轴的旋转剖面示意图，即右侧视图
图4本发明旋转机翼机机身轴线旋转时的整机俯视图
图5本发明机翼旋转及锁定部分的放大图
图6本发明带滑轮连杆的具体结构
图中机身100、机翼200、螺旋桨1、起落架2、主轴3、轴承4(安装于机翼内的轴承)、机翼与机身锁定时机翼所处的位置5、机翼旋转完成后成一定迎角时所处的位置6、机翼旋转及锁定装置7、机翼上的滑轨8、机翼上的锁定孔9、带有滑轮的连杆10、电机11(安装在机身上驱动机翼旋转的电机)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的具体方案如下：一种飞翼式旋转机翼机，所述旋转机翼机具有机身100和机翼200，所述机翼200设置在机身100的两侧，机翼200设置有螺旋桨1，机身100上设置有起落架2，主轴3穿过机身100，在主轴3的两端安装有轴承4与两侧机翼200连接，所述机翼200通过机翼旋转与锁定装置7能够绕主轴3旋转，并能够在旋转预定角度之后实现锁定。所述旋转与锁定装置7包括设置在机身100上的电机11、设置在机翼200上的滑轨8、电机11输出轴驱动旋转的连杆10，所述连杆10上设置有滑轮，所述滑轮设置在滑轨8中，在电机11驱动连杆10旋转时滑轮在滑轨8中移动，机翼200上还设置有锁定孔9，机身100上对应有插入销(在机翼200旋转到预定角度时，插入销从机身100中伸出插入到锁定孔9中)。所述轴承4为轴向压力轴承，所述轴承4固定在机翼200上，所述轴承4与主轴3的接触面处设置有环形凹槽，所述主轴3上对应设置有环形凸起，凹槽与凸起的配合实现轴承只可以旋转，不会发生径向移动。所述起落架2由6根弯曲的支架组成，机身100前后各三根，与主轴3对称设置。所述插入销在锁定孔9绕主轴旋转的路径上对应设置有多个，所述电机11根据控制信号旋转一定角度，在电机11旋转后与锁定孔9对应的插入销被弹起伸出，插入到锁定孔9中，实现在一定角度处的锁定。
所述滑轨8上沿滑轨8的走向设置有凸起轨，所述滑轮上轴向设置有凹槽。
如附图1所示，在起飞过程中整机垂直放置于地面，由起落架2支撑，起落架由6根弯曲的支架组成。此时发动机带动螺旋桨1开始旋转，同时安装在机身内部的电机拉动机翼绕主轴3开始旋转，主轴3穿过整个机身与左右机翼连接，主轴安装轴向压力轴承与机翼连接。以右边机翼为例，如附图2，机翼由机翼绕主轴3旋转从机翼与机身锁定时机翼所处的位置5旋转至机翼绕轴旋转机翼旋转完成后成一定迎角时所处的位置6，同样的，左边机翼如图3，绕主轴3旋转从机翼与机身锁定时机翼所处的位置5旋转至机翼旋转完成后成一定迎角时所处的位置6，且两边机翼旋转方向相反，整个过程电机11带动带有滑轮的连杆10，在滑轨8中移动，驱使机翼旋转到合适位置后，机身中预先置好的插销插入锁定孔9中，锁定机翼，最终整机俯视图如图4。随着发动机开始工作，由于两个螺旋桨1方向相反，螺旋桨1产生的一部分拉力便拉动机翼开始绕飞机轴心自转，使得机翼以一定迎角旋转而产生升力，与另一部分螺旋桨1产生向上的分力一起来克服重力，垂直起飞得以实现。在达到一定高度后，机翼绕主轴3旋转回到机翼与机身锁定时机翼所处的位置5，此时机翼与机身锁死，改为平飞状态，最终实现垂飞改平飞。
运用具备旋转机翼起降方式的飞翼式飞机，可实现飞翼式飞机的垂直起落，并能减小对飞机发动机的要求。
运用本专利生产的装置不仅保持了飞翼式飞机良好的气动性能，同时也降低了飞机起落对场地的要求。并且相对于一般的倾转旋翼机，减小了其对发动机的要求。
本发明的目的：旨在发展一种新型旋转机翼式飞机，通过综合飞翼式飞机与旋转机翼机两者的优点，提出了一种基于飞翼式布局，并通过机翼旋转机构使其旋转机翼而对其起飞方式进行改进，降低对场地的要求的新型飞行器。
本发明的技术解决方案：基于飞机双发的设置，通过机翼旋转机构实现机翼的旋转，使得飞机起飞时所需的升力同时来源于发动机拉力，以及机翼产生的升力。达到可以平飞的高度后，机翼逐渐放平并最终锁定，实现垂飞改平飞。
本发明的优点：旋转机翼机同时兼顾飞翼良好的气动外形和旋转机翼机垂直起降的功能，相对于一般的倾转旋翼机减轻了垂直起降时对发动机的要求，同时也为未来飞行器发展提供了的一个新的思路。

Claims (6)

1.一种飞翼式旋转机翼机，所述旋转机翼机具有机身(100)和机翼(200)，所述机翼(200)设置在机身(100)的两侧，机翼(200)设置有螺旋桨(1)，机身(100)上设置有起落架(2)，其特征在于：主轴(3)穿过机身(100)，在主轴(3)的两端安装有轴承(4)与两侧机翼(200)连接，所述机翼(200)通过机翼旋转与锁定装置(7)能够绕主轴(3)旋转，并能够在旋转预定角度之后实现锁定。
2.如权利要求1所述的一种飞翼式旋转机翼机，其特征在于：所述旋转与锁定装置(7)包括设置在机身(100)上的电机(11)、设置在机翼(200)上的滑轨(8)、电机(11)输出轴驱动旋转的连杆(10)，所述连杆(10)上设置有滑轮，所述滑轮设置在滑轨(8)中，在电机(11)驱动连杆(10)旋转时滑轮在滑轨(8)中移动，机翼(200)上还设置有锁定孔(9)，机身(100)上对应有插入销。
3.如权利要求1所述的一种飞翼式旋转机翼机，其特征在于：所述轴承(4)为轴向压力轴承，所述轴承(4)固定在机翼(200)上，所述轴承(4)与主轴(3)的接触面处设置有环形凹槽，所述主轴(3)上对应设置有环形凸起，凹槽与凸起的配合实现轴承只可以旋转，不会发生径向移动。
4.如权利要求1所述的一种飞翼式旋转机翼机，其特征在于：所述起落架(2)由6根弯曲的支架组成，机身(100)前后各三根，与主轴(3)对称设置。
5.如权利要求1所述的一种飞翼式旋转机翼机，其特征在于：所述插入销在锁定孔(9)绕主轴旋转的路径上对应设置有多个，所述电机(11)根据控制信号旋转一定角度，在电机(11)旋转后与锁定孔(9)对应的插入销被弹起伸出，插入到锁定孔(9)中，实现在一定角度处的锁定。
6.如权利要求2所述的一种飞翼式旋转机翼机，其特征在于：所述滑轨(8)上沿滑轨(8)的走向设置有凸起轨，所述滑轮上轴向设置有凹槽。
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