CN209479966U - 一种可垂直起降的无人自转旋翼机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可垂直起降的无人自转旋翼机，包括：所述螺旋桨安装于机身尾部，且机身两侧设置有机翼及安装于机翼外端的短舱；所述主旋翼系统包括安装于机身顶部尾侧的主旋翼操纵系统、旋翼头及主旋翼桨叶，且主旋翼桨叶通过旋翼头安装于主旋翼操纵系统顶部；所述倾转旋翼系统包括安装于短舱前端的倾转旋翼操纵系统、桨毂及倾转旋翼桨叶，且短舱内设置有分别用于实现倾转旋翼系统倾转调整及旋转驱动的舵机及电机。本实用新型结合了直升机和自转旋翼机的优点，具有结构简单、成本较低、操作方便等特点，同时具备垂直起降能力、超低空飞行能力和灵活操纵性，大大提高了自转旋翼机的机动性能，有利于推广使用。

Description

一种可垂直起降的无人自转旋翼机

技术领域

本发明涉及一种可垂直起降的无人自转旋翼机，属于航空飞行器技术领域。

背景技术

近年来，随着航空界的迅猛发展，各种飞行器层出不穷。直升机因其垂直起降的巨大优点在航空界占有很高的地位，但直升机也有明显的缺点：传动机构复杂笨重，造价高昂。而作为比直升机历史更为悠久的飞行器，自转旋翼机也有巨大的优点：结构简单，造价廉价。目前还未有一种将直升机和自转旋翼机优点结合的飞行器，针对这一现象，本发明设计了一种可垂直起降的无人自转旋翼机，可用于军事运输和旅游观光等任务。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可垂直起降的无人自转旋翼机，具有结构简单、成本较低、操作方便等特点，同时具备垂直起降能力、超低空飞行能力和灵活操纵性，大大提高自转旋翼机的机动性能，有利于推广使用。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可垂直起降的无人自转旋翼机，包括机身、螺旋桨、主旋翼系统、倾转旋翼系统；

其中，所述螺旋桨安装于机身尾部，且机身内设置有与螺旋桨驱动的发动机；所述机身下侧安装有三点式起落架，且机身两侧设置有机翼及安装于机翼外端的短舱；所述主旋翼系统包括安装于机身顶部尾侧的主旋翼操纵系统、旋翼头及主旋翼桨叶，且主旋翼桨叶通过旋翼头安装于主旋翼操纵系统顶部；所述倾转旋翼系统包括安装于短舱前端的倾转旋翼操纵系统、桨毂及倾转旋翼桨叶，且短舱内设置有分别用于实现倾转旋翼系统倾转调整及旋转驱动的舵机及电机。

进一步的，所述机身前部设置有机身舱门，可向外开启舱门，便于装载维护。

进一步的，所述两侧倾转旋翼桨叶的转向相反，以抵消相互的反扭矩。

进一步的，所述倾转旋翼系统的桨盘在起飞时与地面呈平行状态，当主旋翼桨叶的转速达到设定值时通过舵机调整为与地面垂直的状态。在平飞过程中，可通过控制两边旋翼的转速差以达到控制无人自转旋翼机的航向，因此该无人自转旋翼机不需要方向舵和尾梁结构，达到了减少纵向机身尺寸的目的。

有益效果：本发明提供的一种可垂直起降的无人自转旋翼机，相对于现有技术，具有以下优点：1、将直升机和自转旋翼机优点相结合，结构紧凑简单，成本较低，操作方便，同时具备垂直起降能力、超低空飞行能力和灵活操纵性；2、平飞过程中可通过控制两边旋翼的转速差以达到控制无人自转旋翼机的航向，不需要方向舵和尾梁结构，有效减小机身纵向尺寸，有利于纵向静稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例在平飞状态的示意图；

图3为本发明实施例在起飞状态的示意图；

图中包括：1、主旋翼桨叶，2、倾转旋翼桨叶，3、桨毂，4、机身，5、起落架，6、短舱，7、螺旋桨，8、主旋翼操纵系统，9、旋翼头，10、机身舱门，11、机翼，12、倾转旋翼操纵系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种可垂直起降的无人自转旋翼机，包括机身4、螺旋桨7、主旋翼系统、倾转旋翼系统；

其中，所述螺旋桨7安装于机身4尾部，且机身4内设置有与螺旋桨7驱动的发动机；所述机身4下侧安装有三点式起落架5，且机身4两侧设置有机翼11及安装于机翼11外端的短舱6；所述主旋翼系统包括安装于机身4顶部尾侧的主旋翼操纵系统8、旋翼头9及主旋翼桨叶1，且主旋翼桨叶1通过旋翼头9安装于主旋翼操纵系统8顶部；所述倾转旋翼系统包括安装于短舱6前端的倾转旋翼操纵系统12、桨毂3及倾转旋翼桨叶2，且短舱6内设置有分别用于实现倾转旋翼系统倾转调整及旋转驱动的舵机及电机。

本实施例中，所述机身4前部设置有机身舱门10，可向外开启舱门，便于装载维护；所述两侧倾转旋翼桨叶2的转向相反，以抵消相互的反扭矩。

本发明的具体实施方式如下：

在地面上时，倾转旋翼桨盘与地面呈平行状态(如图3所示)，通过控制系统控制短舱内的电机转速来改变倾转旋翼的转速，当转速上升到一定值时，倾转旋翼产生的升力将平衡自转旋翼机的重力，继续提升转速，自转旋翼机即可实现垂直起飞；

当上升到安全高度后，通过控制系统启动位于自转旋翼机机身内部的发动机，发动机将带动螺旋桨旋转，此时自转旋翼机将受到螺旋桨的推力作用，自转旋翼机即可实现前飞，此时主旋翼系统的桨叶将因来流的作用而自转，旋翼自转速度将随自转旋翼机的前飞速度增加而增大，旋翼产生的升力也将随转速的增加而增加；

当旋翼产生的升力等于自转旋翼机的重量(旋翼产生的升力大小与旋翼转速有关，对于该自转旋翼机，可通过旋翼转速传感器的读数得出旋翼转速，当旋翼转速到达某一转速时，旋翼产生的升力将与自转旋翼机的重量相等)时，通过控制系统控制短舱内的舵机，将倾转旋翼倾转到桨盘与地面垂直的状态(如图2所示)；此时，自转旋翼机在水平方向上将受到空气阻力、螺旋桨推力和倾转旋翼的推力作用，垂直方向上将受到旋翼升力、机翼附加升力的作用。因为机翼能产生附加升力，所以自转旋翼机的旋翼将卸载，与没有机翼的自转旋翼机相比，该无人自转旋翼机的最大前飞速度将增加。故该无人自转旋翼机可因旋翼卸载和倾转旋翼的附加推力作用而实现高速前飞。

在空中飞行时，可通过旋翼操纵系统对旋翼进行横向周期变距和纵向周期变距，即可实现自转旋翼机的俯仰和滚转动作，通过控制倾转旋翼的旋翼转速差即可实现自转旋翼机的偏航动作。当要进行降落时，将倾转旋翼倾转到桨盘与地面平行的状态，将其转速控制到一定值，关闭发动机，此时自转旋翼机将因为水平方向的推力消失而快速减速，旋翼桨叶转速将因为前飞速度的降低而降低，当其转速降至零时，旋翼将不产生升力，调整倾转旋翼的转速到一定值，使其产生的升力小于自转旋翼机的重力，此时自转旋翼机即可实现垂直降落。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种可垂直起降的无人自转旋翼机，其特征在于，包括机身(4)、螺旋桨(7)、主旋翼系统、倾转旋翼系统；

其中，所述螺旋桨(7)安装于机身(4)尾部，且机身(4)内设置有与螺旋桨(7)驱动的发动机；所述机身(4)下侧安装有三点式起落架(5)，且机身(4)两侧设置有机翼(11)及安装于机翼(11)外端的短舱(6)；所述主旋翼系统包括安装于机身(4)顶部尾侧的主旋翼操纵系统(8)、旋翼头(9)及主旋翼桨叶(1)，且主旋翼桨叶(1)通过旋翼头(9)安装于主旋翼操纵系统(8)顶部；所述倾转旋翼系统包括安装于短舱(6)前端的倾转旋翼操纵系统(12)、桨毂(3)及倾转旋翼桨叶(2)，且短舱(6)内设置有分别用于实现倾转旋翼系统倾转调整及旋转驱动的舵机及电机。

2.根据权利要求1所述的一种可垂直起降的无人自转旋翼机，其特征在于，所述机身(4)前部设置有机身舱门(10)。

3.根据权利要求1所述的一种可垂直起降的无人自转旋翼机，其特征在于，所述两侧倾转旋翼桨叶(2)的转向相反。

4.根据权利要求1所述的一种可垂直起降的无人自转旋翼机，其特征在于，所述倾转旋翼系统的桨盘在起飞时与地面呈平行状态，当主旋翼桨叶(1)的转速达到设定值时通过舵机调整为与地面垂直的状态。