CN216332751U - 一种倾转旋翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种倾转旋翼飞行器，包括：机身、机翼、第一副翼、倾转机翼、第二副翼、倾转短舱、外短舱、升降舵、平尾、垂尾、方向舵、前起落架、主起落架及旋翼；本实用新型通过可倾转的旋翼和机翼，使其具备旋翼飞行器和固定翼飞机的优点，同时避免了升力的浪费和旋翼间的气动干扰，提高了无人机的飞行效率和适用性。

Description

一种倾转旋翼飞行器

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种倾转旋翼飞行器。

背景技术

近些年来，倾转旋翼机这种新构型飞机，现在已经得到了飞机设计领域的广泛关注。倾转旋翼机作为一种将固定翼飞机和直升机融为一体的新构型飞行器，既具有普通直升机垂直起降和空中悬停的能力，又具有涡轮螺旋桨飞机的高速巡航飞行的能力。目前对于倾转旋翼机的设计与研究还不够深入与成熟，已有的常规的倾转旋翼机主要分为倾转双旋翼飞行器和倾转四旋翼飞行器。

但是，不论是倾转双旋翼还是倾转四旋翼，由于旋翼及短舱安装于机翼两侧，在垂直起飞时，机翼并不倾转，则会导致旋翼旋转时，产生的下洗流有一半会打到机翼上，并在机翼上方回流，即所谓的“喷泉效应”，这会造成一部分升力的损失。除此之外，常规倾转双旋翼飞行器，由于只有两副旋翼，在垂直起飞和水平前飞时若需要产生足够的力，则旋翼的直径需要很大。而常规的有两对机翼的倾转四旋翼飞行器，除了上述的垂直模式升力会有一部分损失外，其在前飞时，后方旋翼总是处于前方旋翼的尾流中，气动干扰严重，使后方旋翼的气动特性大大降低。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种倾转旋翼飞行器，以解决现有技术中倾转旋翼飞行器在垂直模式下由于机翼造成的升力损失严重的问题，以及倾转四旋翼飞行器在前飞时后方两副旋翼处于前方两副旋翼的尾流中，气动干扰严重的问题。本实用新型较现有的设有两对机翼的倾转四旋翼飞行器来说，将四副机翼布置于一对机翼上，在垂直模式下，最外侧的两副旋翼升力损失很小，同时在前飞状态下，不会出现后方旋翼处于前方旋翼尾流中的现象，大大减少了旋翼间的气动干扰。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的一种倾转旋翼飞行器，包括：机身、机翼、第一副翼、倾转机翼、第二副翼、倾转短舱、外短舱、升降舵、平尾、垂尾、方向舵、前起落架、主起落架及旋翼；

所述机翼安装于机身的中部两侧，其后边缘通过铰链连接有第一副翼，机翼的外侧安装有倾转短舱，倾转短舱的内部设有倾转机构，机翼与倾转短舱通过倾转机构连接；

所述倾转机翼的一端与倾转短舱固定连接，并随着倾转短舱倾转而倾转；所述倾转机翼的另一端与外短舱固定连接，带动外短舱倾转；所述倾转机翼后边缘铰链连接有第二副翼；

所述垂尾的一端安装于机身的后部上方，其后边缘铰链连接有方向舵；

所述平尾安装于垂尾的另一端，其后边缘铰链连接有升降舵；

所述旋翼的数量为四副，机身的左右两侧各两副，分别安装于两个倾转短舱的前端和两个外短舱的前端；

所述前起落架安装于机身的前部下方；所述主起落架安装于机身的中后部下方。

进一步地，所述前起落架采用立柱式起落架，不可收放。

进一步地，所述主起落架为悬挂式起落架，不可收放。

进一步地，所述机身左侧的两副旋翼与右侧的两副旋翼旋转方向相反，以平衡反扭矩。

本实用新型通过可倾转的旋翼和机翼，使其具备旋翼飞行器和固定翼飞机的优点，同时避免了升力的浪费和旋翼间的气动干扰，提高了无人机的飞行效率和适用性。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的倾转旋翼飞行器可同时实现大速度前飞和垂直起降两种任务要求；

2、本实用新型的倾转旋翼飞行器中将四副旋翼布置于一对机翼上，相较传统倾转两旋翼飞行器来说，垂直飞行时，旋翼受下方机翼影响较小，可以减少升力的损失；较传统的四旋翼飞行器来说，前飞时，旋翼间的干扰更小，前飞性能更好。

附图说明

图1为本实用新型倾转旋翼飞行器俯视图。

图2为本实用新型倾转旋翼飞行器前飞固定翼模式示意图。

图3为本实用新型倾转旋翼飞行器垂直起飞的直升机模式示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

参照图1及图2所示，本实用新型的一种倾转旋翼飞行器，包括：机身1、机翼2、第一副翼3、倾转机翼4、第二副翼5、倾转短舱6、外短舱7、升降舵8、平尾9、垂尾10、方向舵11、前起落架12、主起落架13及旋翼14；

所述机翼2安装于机身1的中部两侧，其后边缘通过铰链连接有第一副翼3，机翼2的外侧安装有倾转短舱6，倾转短舱6内部有倾转机构，机翼2与倾转短舱6通过倾转机构连接，倾转机构为目前倾转旋翼机上已有的成熟技术；

所述倾转机翼4的一端与倾转短舱6固定连接，并随着倾转短舱6倾转而倾转；所述倾转机翼4的另一端与外短舱7固定连接，带动外短舱7倾转；所述倾转机翼4后边缘铰链连接有第二副翼5；

所述垂尾10的一端安装于机身1的后部上方，其后边缘铰链连接有方向舵11；

所述平尾9安装于垂尾10的另一端，其后边缘铰链连接有升降舵8；

所述旋翼14的数量为四副，机身1的左右两侧各两副，分别安装于两个倾转短舱6的前端和两个外短舱7的前端；

所述前起落架12安装于机身1的前部下方；所述主起落架13安装于机身1的中后部下方。

其中，所述前起落架采用立柱式起落架，不可收放。

其中，所述主起落架为悬挂式起落架，不可收放。

其中，所述机身左侧的两副旋翼与右侧的两副旋翼旋转方向相反，以平衡反扭矩。

本实用新型通过可倾转的旋翼和机翼，使其具备旋翼飞行器和固定翼飞机的优点，同时避免了升力的浪费和旋翼间的气动干扰，提高了无人机的飞行效率和适用性。

本实用新型的倾转旋翼飞行器的工作原理如下：

当无人机处于垂直起飞的直升机模式时，如图3，此时升力主要由四副旋翼旋转产生，用于克服整机重力，通过改变旋翼总距和周期变距进而改变旋翼升力的大小和方向来控制飞机的姿态和运动方向。机身左侧两副旋翼与机身右侧两副旋翼旋转方向相反，使左右旋翼的反扭矩相互抵消，避免飞机发生滚转，进而使无人机在此模式下可以稳定悬停；

当同时改变四副旋翼总距时，改变升力的大小，进而实现无人机的垂直飞行；当四副旋翼同时向某一方向进行周期变距时，改变升力方向，进而实现无人机的俯仰和滚转运动；当四副旋翼总距不同时，左右两侧旋翼产生的反扭距不同，进而实现无人机的偏航运动；

当无人机从垂直起飞的直升机模式变为前飞的固定翼模式时，倾转短舱6从垂直方向向水平方向倾转，带动倾转机翼4和外短舱7从垂直方向向水平方向倾转，实现无人机从垂直起飞的直升机模式向前飞的固定翼模式的转变；

当无人机处于前飞固定翼模式时，如图2，升力由机翼2产生，用于克服整机重力，四副旋翼转向前，提供向前的拉力，以克服无人机前飞时的阻力；前飞的固定翼模式下，通过左第一副翼3、左第二副翼5向上（下）偏转，右第一副翼3、右第二副翼5向下（上）偏转，产生滚转力矩，使无人机实现滚转运动；通过后部的升降舵8上下偏转，产生俯仰力矩，使无人机实现俯仰运动；通过方向舵11左右偏转，产生偏航力矩，使无人机实现偏航运动。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种倾转旋翼飞行器，其特征在于，包括：机身、机翼、第一副翼、倾转机翼、第二副翼、倾转短舱、外短舱、升降舵、平尾、垂尾、方向舵、前起落架、主起落架及旋翼；

所述机翼安装于机身的中部两侧，其后边缘通过铰链连接有第一副翼，机翼的外侧安装有倾转短舱，倾转短舱的内部设有倾转机构，机翼与倾转短舱通过倾转机构连接；

所述倾转机翼的一端与倾转短舱固定连接，并随着倾转短舱倾转而倾转；所述倾转机翼的另一端与外短舱固定连接，带动外短舱倾转；所述倾转机翼后边缘铰链连接有第二副翼；

所述垂尾的一端安装于机身的后部上方，其后边缘铰链连接有方向舵；

所述平尾安装于垂尾的另一端，其后边缘铰链连接有升降舵；

所述旋翼的数量为四副，机身的左右两侧各两副，分别安装于两个倾转短舱的前端和两个外短舱的前端；

所述前起落架安装于机身的前部下方；所述主起落架安装于机身的中后部下方。

2.根据权利要求1所述的倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述前起落架采用立柱式起落架。

3.根据权利要求1所述的倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述主起落架为悬挂式起落架。

4.根据权利要求1所述的倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述机身左侧的两副旋翼与右侧的两副旋翼旋转方向相反，以平衡反扭矩。

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