CN112478152B - 一种可展开单涵道飞行器 - Google Patents

一种可展开单涵道飞行器 Download PDF

Info

Publication number
CN112478152B
CN112478152B CN202011461817.0A CN202011461817A CN112478152B CN 112478152 B CN112478152 B CN 112478152B CN 202011461817 A CN202011461817 A CN 202011461817A CN 112478152 B CN112478152 B CN 112478152B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wall
deployable
culvert
duct
aircraft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011461817.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112478152A (zh
Inventor
李自启
王黎明
刘敏
李鹏飞
付炜嘉
万俊明
卢森
何梦临
吴萍
徐超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Hongdu Aviation Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Jiangxi Hongdu Aviation Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi Hongdu Aviation Industry Group Co Ltd filed Critical Jiangxi Hongdu Aviation Industry Group Co Ltd
Priority to CN202011461817.0A priority Critical patent/CN112478152B/zh
Publication of CN112478152A publication Critical patent/CN112478152A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112478152B publication Critical patent/CN112478152B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/22—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft
    • B64C27/26—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft characterised by provision of fixed wings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D5/00—Aircraft transported by aircraft, e.g. for release or reberthing during flight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/13—Propulsion using external fans or propellers
    • B64U50/14—Propulsion using external fans or propellers ducted or shrouded

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明涉及一种可展开单涵道飞行器，属于飞行器设计领域。一种可展开单涵道飞行器，包括环形涵道、螺旋桨和设备舱，环形涵道包括主涵道壁、可展开涵道壁A和可展开涵道壁B，三者通过旋转作动器及铰链连接；螺旋桨、设备舱均安装在涵道的中心轴上，螺旋桨提供前进拉力，在设备舱与主涵道壁、可展开涵道壁A和可展开涵道壁B之间固定十字形尾翼；在固定翼模式下，可展开涵道壁A和可展开涵道壁B展开并分别与主涵道壁机械限位锁死，在涵道模式下，十字形尾翼与可展开涵道壁A和可展开涵道壁B机械锁死。本发明具有如下优点：1、具有涵道飞行和固定翼飞行两种模式；2、可在涵道外壁携载多个可分离的可消耗无人机；3、解决了单一涵道飞行器存在的问题。

Description

一种可展开单涵道飞行器
技术领域
本发明涉及一种可展开单涵道飞行器，属于飞行器设计领域。
背景技术
单涵道飞行器具有垂直起降、悬停及快速飞行等特征，在各国得以广泛发展研究。但由于单涵道飞行器机内空间小、全靠发动机推力维持重力平衡，导致该类飞机仅适合挂载小型侦察设备；且油耗高，航时航程短，无法长时间巡航待机；飞行阻力大，速度低。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种兼顾了固定翼模式与涵道模式的可展开单涵道飞行器。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种可展开单涵道飞行器，包括环形涵道、螺旋桨和设备舱，环形涵道包括主涵道壁、可展开涵道壁A和可展开涵道壁B，三者通过旋转作动器及铰链连接；螺旋桨、设备舱均安装在涵道的中心轴上，螺旋桨提供前进拉力，在设备舱与主涵道壁、可展开涵道壁A和可展开涵道壁B之间固定十字形尾翼；在固定翼模式下，可展开涵道壁A和可展开涵道壁B展开并分别与主涵道壁机械限位锁死，在涵道模式下，十字形尾翼与可展开涵道壁A和可展开涵道壁B机械锁死。
优选的，在十字形尾翼上设置多功能舵面，多功能舵面在控制系统的指令下实现各舵面自由偏转。
优选的，在固定翼模式下，可展开涵道壁A和可展开涵道壁B旋转120°展开。
优选的，螺旋桨为共轴反向旋翼螺旋桨，用于抵消螺旋桨扭矩。
优选的，环形涵道的涵道壁剖面采用翼型设计。
优选的，在主涵道壁的涵道外壁中线上固定有固定尾翼，固定尾翼的长度方向与主涵道壁长度方向一致；在固定翼模式下，固定尾翼充当垂尾。
优选的，在主涵道壁、可展开涵道壁A和可展开涵道壁B的涵道外壁上携带有可分离的无人机，无人机等距排布，并通过机械或电磁方式完成释放。
优选的，环形涵道的涵道壁采用中空结构设计，可根据动力组成布置动力电池或燃油。
优选的，在可展开涵道壁A和可展开涵道壁B的衔接处设置组合尾翼，组合尾翼包括两个翼面，在固定翼模式下，组合尾翼分开，分别作为可展开涵道壁A、可展开涵道壁B的翼梢小翼。
原理：可展开单涵道飞行器具有涵道飞行和固定翼飞行两种模式，涵道模式（涵道闭合时）能够垂直起降和空中悬停，消除飞行器对起降场地的要求，并可实现空中定点侦查监视使用；固定翼模式（涵道展开时）能够持久待机或快速巡航，提升航时航程和快速抵达能力。且在涵道外壁携载多个可分离的可消耗无人机，实现目标攻击能力。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、具有涵道飞行和固定翼飞行两种模式，涵道模式能够垂直起降和空中悬停，消除飞行器对起降场地的要求，实现空中定点侦查监视使用；固定翼模式能够持久待机或快速巡航，提升航时航程和快速抵达能力；
2、可在涵道外壁携载多个可分离的可消耗无人机，实现目标攻击能力；
3、解决了单一涵道飞行器机内空间小、油耗高、航时航程短、无法长时间巡航待机、飞行阻力大、速度低等问题。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图（涵道模式）；
图2是本发明实施例在涵道模式下的俯视图；
图3是本发明实施例在涵道模式下的侧视图；
图4是本发明实施例在涵道模式下的多功能舵面控制规律图；
图5是本发明实施例状态转换图；
图6是本发明实施例在固定翼模式下前视图；
图7是本发明实施例在固定翼模式下的俯视图；
图8是本发明实施例在固定翼模式下的侧视图；
图9是本发明实施例在固定翼模式下的多功能舵面控制规律图；
图中，1-主涵道壁；2-可展开涵道壁A；3-可展开涵道壁B；4-旋转作动器及铰链A；5-旋转作动器及铰链B；6-固定尾翼；7、组合尾翼；8-共轴反向旋翼螺旋桨；9-十字形尾翼；10-多功能舵面；11-设备舱(可存储探测、燃油等设备)；12-可消耗无人机。
具体实施方式
需要说明的是，在本实施例中，方位词“上”、“下”、“左”、“右”等均是依照附图所示进行描述，不构成对本发明的限制。
下面结合附图1-9对本发明做进一步详述：
一种可展开单涵道飞行器，由主涵道壁1、可展开涵道壁A2、可展开涵道壁B3、旋转作动器及铰链A4、旋转作动器及铰链B5、固定尾翼6、组合尾翼7、共轴反向旋翼螺旋桨8、十字形尾翼9、多功能舵面10、设备舱11、可消耗无人机12组成；主涵道壁1、可展开涵道壁A2和可展开涵道壁B3闭合形成环形涵道，三者间通过旋转作动器及铰链A4、旋转作动器及铰链B5连接；固定尾翼6固定在主涵道壁1的涵道外壁中线上其长度方向与主涵道壁1长度方向一致；组合尾翼7设置在可展开涵道壁A2和可展开涵道壁B3的衔接处，其包括两个翼面，在固定翼模式下，组合尾翼分开，分别作为可展开涵道壁A2、可展开涵道壁B3的翼梢小翼；共轴反向旋翼螺旋桨8及设备舱11(可存储探测、燃油等设备)均安装在涵道的中心轴上，十字形尾翼9固定在主涵道壁1、可展开涵道壁A2、可展开涵道壁B3与设备舱11之间；多功能舵面布置在十字形尾翼9上，根据控制系统指令可实现各舵面自由偏转，可实现同向偏转、异向偏转、组合偏转等各种偏转模式。
在固定翼模式下，可展开涵道壁A和可展开涵道壁B展开并分别与主涵道壁机械限位锁死，在涵道模式下，可展开涵道壁A2和可展开涵道壁B3与主涵道壁1闭合，十字形尾翼9与可展开涵道壁A和可展开涵道壁B机械锁死。实现了涵道飞行与固定翼飞行双模使用，兼顾两类飞行器的能力。
在本实施例中，环形涵道的涵道壁剖面采用翼型设计，既可减阻，也能保证展开后的升力需求；在主涵道壁、可展开涵道壁A和可展开涵道壁B的涵道外壁上携带有可分离的可消耗无人机12，无人机等距排布，并通过机械或电磁方式完成释放；环形涵道的涵道壁采用中空结构设计，可根据动力组成布置动力电池或燃油。
主涵道壁1、可展开涵道壁A2、可展开涵道壁B3的剖面形状主要根据固定翼模式下的飞行特性设计，并适量权衡涵道模式飞行特性，采用合理的翼型剖面，保证两种飞行模式下的飞行特性。
可展开单涵道飞行器具有涵道飞行和固定翼飞行两种模式，具体如下：
1）涵道模式，如图1-4所示，此模式下飞行器能够实现垂直起降、悬停及倒飞、前飞、侧飞；主涵道壁1、可展开涵道壁A2、可展开涵道壁B3闭合形成环形涵道；共轴反向旋翼螺旋桨8提供拉力，克服飞行器重力，飞行器通过十字形尾翼9和多功能舵面10保持飞行稳定，多功能舵面10的前、后偏转可控制飞行器进行前飞、倒飞，左、右偏转可控制飞行器侧向飞行，异向偏转控制飞行器绕自身旋转控制航向；
2）固定翼模式，如图5-9所示，可展开涵道壁A2和可展开涵道壁B3分别通过旋转作动器及铰链A4及旋转作动器及铰链B5旋转120°展开并完成机械限位锁死防止抖动，与主涵道壁1构成固定翼飞机；同时，飞行器在多功能舵面10作用下倾转90°，由竖直状态变成水平状态，飞行器由涵道模式变成固定翼模式，展开后，主涵道壁1、可展开涵道壁A2、可展开涵道壁B3提供升力，克服飞行器重力，共轴反向旋翼螺旋桨8提供前进拉力， 十字型尾翼9和多功能舵面10控制飞行器姿态；组合尾翼7分成两部分，作为两侧机翼的翼梢小翼，固定尾翼6作为固定翼飞机垂尾，飞行器的模式转换如图5所示；如图9所示，固定翼模式下，多功能舵面10上、下偏转控制飞行器俯仰，左、右偏转控制飞行器偏航，上下左右异向偏转控制飞行器滚转 ；
在本实施例中，涵道外壁面携带9个猎杀无人机，采用共轴反向旋转双旋翼8，克服螺旋扭矩影响，涵道模式具有前飞、倒飞、侧飞、垂直起降和空中悬停能力；飞行过程中，隐藏在涵道壁内部的旋转作动器展开，可展开涵道壁A2、可展开涵道壁B3变形为固定翼模式，提高涵道飞行器气动效率和最大飞行速度。
本实施例采用融合式设计，具备涵道模式和固定翼模式，极大的扩展了其战场适应性和多用途作战能力，采用涵道模式完成起飞和降落，可降低起降场地要求；其既可以以涵道模式悬停在固定位置，完成固定区域的监视与打击，也可以以固定翼模式快速突进，释放可消耗无人机完成攻击。其可以微型化，作为口袋无人机使用，可应用在特种作战，城市反恐等各个作战场景。
上述实施例仅仅是本发明的优选实施方式，不构成对本发明的限制。本领域普通技术人员在不脱离本发明原理的基础上所做的引申、变形等均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可展开单涵道飞行器，包括环形涵道、螺旋桨和设备舱，其特征在于：环形涵道包括主涵道壁、可展开涵道壁A和可展开涵道壁B，三者通过旋转作动器及铰链连接；螺旋桨、设备舱均安装在涵道的中心轴上，螺旋桨提供前进拉力，在设备舱与主涵道壁、可展开涵道壁A和可展开涵道壁B之间固定十字形尾翼；在固定翼模式下，可展开涵道壁A和可展开涵道壁B展开并分别与主涵道壁机械限位锁死，在涵道模式下，十字形尾翼与可展开涵道壁A和可展开涵道壁B机械锁死；
在主涵道壁的涵道外壁中线上固定有固定尾翼，固定尾翼的长度方向与主涵道壁长度方向一致；在固定翼模式下，固定尾翼充当垂尾；
在可展开涵道壁A和可展开涵道壁B的衔接处设置组合尾翼，组合尾翼包括两个翼面，在固定翼模式下，组合尾翼分开，分别作为可展开涵道壁A、可展开涵道壁B的翼梢小翼。
2.根据权利要求1所述的可展开单涵道飞行器，其特征在于：在十字形尾翼上设置多功能舵面，多功能舵面在控制系统的指令下实现各舵面自由偏转。
3.根据权利要求1所述的可展开单涵道飞行器，其特征在于：在固定翼模式下，可展开涵道壁A和可展开涵道壁B旋转120°展开。
4.根据权利要求1所述的可展开单涵道飞行器，其特征在于：螺旋桨为共轴反向旋翼螺旋桨，用于抵消螺旋桨扭矩。
5.根据权利要求1所述的可展开单涵道飞行器，其特征在于：环形涵道的涵道壁剖面采用翼型设计。
6.根据权利要求1所述的可展开单涵道飞行器，其特征在于：在主涵道壁、可展开涵道壁A和可展开涵道壁B的涵道外壁上携带有可分离的无人机，无人机等距排布，并通过机械或电磁方式完成释放。
7.根据权利要求1所述的可展开单涵道飞行器，其特征在于：环形涵道的涵道壁采用中空结构设计，可根据动力组成布置动力电池或燃油。
CN202011461817.0A 2020-12-14 2020-12-14 一种可展开单涵道飞行器 Active CN112478152B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011461817.0A CN112478152B (zh) 2020-12-14 2020-12-14 一种可展开单涵道飞行器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011461817.0A CN112478152B (zh) 2020-12-14 2020-12-14 一种可展开单涵道飞行器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112478152A CN112478152A (zh) 2021-03-12
CN112478152B true CN112478152B (zh) 2022-11-01

Family

ID=74917676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011461817.0A Active CN112478152B (zh) 2020-12-14 2020-12-14 一种可展开单涵道飞行器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112478152B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113830289A (zh) * 2021-11-09 2021-12-24 北京航空航天大学 一种涵道飞行器控制结构及其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201303910D0 (en) * 2013-03-05 2013-04-17 Cvr Ltd Aircraft wing
CN106809383A (zh) * 2017-01-24 2017-06-09 北京电子工程总体研究所 一种电动共轴涵道螺旋桨飞行器
EP3290334A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-07 Sunlight Photonics Inc. Aircraft for vertical take-off and landing
CN107985589A (zh) * 2017-10-18 2018-05-04 沈阳航空航天大学 带矢量推力涵道发动机的垂直起降无人机

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1448166A (en) * 1918-05-15 1923-03-13 Edw Fay Wilson Projectile
US5074493A (en) * 1990-12-21 1991-12-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Wing-extendible gliding store
CH685692A5 (de) * 1992-01-29 1995-09-15 Sky Disc Holding Sa C O Norasi Fluggerät.
WO2006072960A2 (en) * 2005-01-10 2006-07-13 Urban Aeronautics Ltd. Ducted fan vtol vehicles
US7658346B2 (en) * 2005-02-25 2010-02-09 Honeywell International Inc. Double ducted hovering air-vehicle
US8152096B2 (en) * 2005-10-18 2012-04-10 Smith Frick A Apparatus and method for vertical take-off and landing aircraft
US7681832B2 (en) * 2007-05-02 2010-03-23 Honeywell International Inc. Ducted fan air vehicle with deployable wings
US20090261207A1 (en) * 2008-04-17 2009-10-22 Teacherson George A Stable aircraft
WO2011146349A2 (en) * 2010-05-17 2011-11-24 Piasecki Aircraft Corp. Modular and morphable air vehicle
CA2801651C (en) * 2010-07-19 2015-11-10 Zee.Aero Inc. Personal aircraft
CN101885295A (zh) * 2010-07-19 2010-11-17 杨朝习 陆空两用飞行器
ITRM20130473A1 (it) * 2013-08-12 2013-11-11 Unit 1 Srl Convertiplano con nuove soluzionitecniche ed aerodinamiche atte a rendere sicuro e fruibile il mezzo anche in soluzioni di velivolo ultraleggero
DE102014213215A1 (de) * 2014-07-08 2016-01-14 Lilium GmbH Senkrechtstarter
US10040548B2 (en) * 2016-06-28 2018-08-07 Saeid A. ALZAHRANI Multi-mode aerial vehicle
US10293932B2 (en) * 2016-06-28 2019-05-21 Saeid A. ALZAHRANI Multi-mode unmanned aerial vehicle
US10641290B1 (en) * 2016-09-20 2020-05-05 Piasecki Aircraft Corporation Ducted fan having aerodynamic features
CN110949662B (zh) * 2019-12-06 2023-04-18 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种双翼构型的新概念布局飞机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201303910D0 (en) * 2013-03-05 2013-04-17 Cvr Ltd Aircraft wing
EP3290334A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-07 Sunlight Photonics Inc. Aircraft for vertical take-off and landing
CN106809383A (zh) * 2017-01-24 2017-06-09 北京电子工程总体研究所 一种电动共轴涵道螺旋桨飞行器
CN107985589A (zh) * 2017-10-18 2018-05-04 沈阳航空航天大学 带矢量推力涵道发动机的垂直起降无人机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
涵道共轴双旋翼无人机系统设计及实验;李悦;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》;20180215(第2期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112478152A (zh) 2021-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11142309B2 (en) Convertible airplane with exposable rotors
US11305873B2 (en) Air, sea and underwater tilt tri-rotor UAV capable of performing vertical take-off and landing
CN107074358B (zh) 垂直起降的飞行器
CN105775117B (zh) 一种垂直起降水平飞行的直升飞机及其应用
CN202011472U (zh) 倾转涵道无人机
CN104743112B (zh) 一种新型倾转翼飞机
CN102120489A (zh) 倾转涵道无人机
US20210086893A1 (en) Convertiplane
EP3087003A1 (en) An unmanned aerial vehicle
RU2635431C1 (ru) Конвертоплан
RU2674622C1 (ru) Конвертоплан
RU2582743C1 (ru) Авиационный комплекс вертикального взлета
CN104925254A (zh) 垂直起降飞机
CN113460300A (zh) 一种适用于单人飞行的运载设备
CN112478152B (zh) 一种可展开单涵道飞行器
RU2643063C2 (ru) Беспилотный авиационный комплекс
CN206358363U (zh) 无人驾驶飞行器
CN110775250A (zh) 一种变体倾转旋翼机及其工作方法
CN113428361B (zh) 一种可分合智能变体垂直起降无人平台及其控制策略
CN112722264B (zh) 一种尾坐式垂直起降无人机
CN201753104U (zh) 单桨碟形无人飞行器
CN213323678U (zh) 一种动力分配型式的可垂直起降无人飞行器
CN209192220U (zh) 剪刀式双旋翼跷跷板式自转旋翼机
CN108639336A (zh) 一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机
WO2019062257A1 (zh) 一种基于倾转涵道的双升力涵道垂直起降飞机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant