CN217100467U - 倾转变涵道飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种倾转变涵道飞行器，包括机身以及安装在机身上的起落架、机翼和尾翼，其特征在于：所述的机翼外端通过倾转传动机构连接有旋翼和变涵道，所述的变涵道中，扭簧安装于旋翼的旋翼轴外部，伸出的一端与上半涵道内侧端连接；钢丝绳在下半涵道内部，一端与槽环相连接，另一端与上半涵道外侧端相连接，槽环与舵机相配合，舵机固定于机翼内。本实用新型在原有的倾转涵道飞行器的基础上，增添了涵道体可变形的设计：涵道体可以通过内部的结构实现全涵道和半涵道两种状态，使其能够一机多用，可同时实现大速度前飞和垂直起降两种任务要求，提高无人机飞行效率和适用性。

Description

倾转变涵道飞行器

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，具体是一种倾转变涵道飞行器。

背景技术

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，其兼顾了固定翼飞机和旋翼类飞行器的特点，同时具有可垂直起降和高度前飞、航程大的优点。目前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，但这二者都难免存在桨叶尺寸导致的整机尺寸偏大的问题。与此同时，有人设计了倾转涵道飞行器，但平飞的倾转涵道，涵道体处于大轴流状态，升力损失严重。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种倾转变涵道飞行器，在原有的倾转涵道飞行器的基础上，增添了涵道体可变形的设计：涵道体可以通过内部的结构实现全涵道和半涵道两种状态。在垂直起降以及悬停时，涵道为全涵道模式，与传统倾转涵道飞行器相同；在固定翼模式前飞时，涵道为半涵道模式，半涵道体在轴流状态下，会为飞行器提供额外的附加升力，有效避免了升力的损失。

本实用新型包括机身以及安装在机身上的起落架、机翼和尾翼，所述的机翼外端通过倾转传动机构连接有旋翼和变涵道，所述的变涵道包括下半涵道、上半涵道、钢丝绳、舵机、槽环、扭簧，扭簧安装于旋翼的旋翼轴外部，伸出的一端与上半涵道内侧端连接；钢丝绳在下半涵道内部，一端与槽环相连接，另一端与上半涵道外侧端相连接，槽环与舵机相配合，舵机固定于机翼内。

进一步改进，所述的倾转传动机构倾转范围为0~100°。

进一步改进，所述的卷流机翼后缘设置有副翼。

进一步改进，所述的起落架为三点式起落架，包括前起落架和主起落架。

进一步改进，所述的尾翼为T型尾翼，水平安定面、升降舵、垂直安定面、方向舵，水平安定面位于垂直安定面的顶部，垂直安定面后缘安装有方向舵，水平安定面后缘安装有升降舵。

本实用新型有益效果在于：

1、在原有的倾转涵道飞行器的基础上，增添了涵道体可变形的设计：涵道体可以通过内部的结构实现全涵道和半涵道两种状态，使其能够一机多用，可同时实现大速度前飞和垂直起降两种任务要求，提高无人机飞行效率和适用性。

2、在垂直起降以及悬停时，涵道为全涵道模式，与传统倾转涵道飞行器相同；在固定翼模式前飞时，涵道为半涵道模式，半涵道体在轴流状态下，会为飞行器提供额外的附加升力，有效避免了升力的损失。

3、倾转涵道相较倾转旋翼由更小的尺寸以及更高的安全性。

附图说明

图1为倾转变涵道飞行器全涵道模式示意图。

图2为倾转变涵道飞行器半涵道模式示意图。

图3为变涵道结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供了一种倾转变涵道飞行器，其结构如图1和图2所示，包括机身1、机翼2、变涵道3、副翼4、垂尾5、方向舵6、升降舵7、平尾8、旋翼9、倾转传动机构10、前起落架11、主起落架12。机翼2安装于机身1的中部，其后缘安装有副翼4。倾转传动机构10安装于机翼2的外侧，与变涵道3和旋翼9相连，二者的倾转范围为0~100°。垂尾5安装于机身1后部的上方，其后缘安装有方向舵6。平尾8安装与垂尾5的上方，其后缘安装有升降舵7。前起落架11位于机身1前方的下部，采用立柱式起落架，不可收放；主起落架12安装于机身中后段的下方，为悬挂式起落架不可收放。

上述变涵道3如图3所示，包括下半涵道13、上半涵道14、钢丝绳15、舵机16、槽环17、扭簧18。扭簧18安装于旋翼3旋翼轴的外部，伸出的一端与上半涵道14内侧端连接。钢丝绳15在下半涵道13内部，一端与槽环17相连接，另一端与上半涵道14外侧端相连接，槽环17与舵机16相配合，舵机固定于机翼2内。

本实用新型工作过程如下：

当无人机处于直升机模式时，如图1，上半涵道14未收缩进下半涵道13内，即为全涵道形态，此时升力主要由两副旋翼旋转产生，全涵道提供附加升力以克服整机重力，通过调整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。左旋翼系统与右旋翼系统的旋转方向是相反的（图1中显示右旋翼为逆时针方向旋转），如此设计左右旋翼的反扭矩相互抵消，避免其使飞机滚转，从而保证无人机稳定悬停。此时，上述机型通过同时改变两旋翼总距实现垂直飞行。

当上半涵道14收缩进下半涵道13内时，即涵道由全涵道形态变为半涵道形态，其伸缩机构工作过程为：舵机16工作带动槽轮17旋转，由于钢丝绳15的一端与槽轮17相连接，槽轮17旋转时，钢丝绳15会绕着槽轮17缠绕，而钢丝绳15的另一端连接上半涵道14的外侧，因此上半涵道14会跟随钢丝绳15的运动而缩进下半涵道13的内部。随着上半涵道14逐渐运动，连接在上半涵道14内侧的扭簧18会发生弹性形变，扭簧19发生弹性变形，跟随上半涵道14运动，此时扭簧18产生阻碍其发生形变的力，产生很大的弹性势能。当上半涵道14完全进入下半涵道13中后，舵机16停止工作，舵机16产生的力与扭簧18的力为平衡状态。当变涵道由半涵道变为全涵道时，舵机16与槽轮17反向转动，释放缠绕其上的钢丝绳15，由扭簧18的回弹带动上半涵道14从下半涵道13内展开。

当无人机处于固定翼飞机模式的时候，如图3，上半涵道14收缩进下半涵道13内，即为半涵道形态，通过控制系统操纵倾转传动机构10使得变涵道3以及旋翼9向前倾转，升力由机翼2、变涵道3产生以克服整机重力，旋翼提供向前的拉力以克服整机阻力。前飞模式时，通过副翼4偏转产生滚转力矩使得飞机滚转，升降舵7偏转产生俯仰力矩使得飞机俯仰，方向舵5偏转产生偏航力矩使得飞机偏航。

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，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种倾转变涵道飞行器，包括机身以及安装在机身上的起落架、机翼和尾翼，其特征在于：所述的机翼外端通过倾转传动机构连接有旋翼和变涵道，所述的变涵道包括下半涵道、上半涵道、钢丝绳、舵机、槽环、扭簧，扭簧安装于旋翼的旋翼轴外部，伸出的一端与上半涵道内侧端连接；钢丝绳在下半涵道内部，一端与槽环相连接，另一端与上半涵道外侧端相连接，槽环与舵机相配合，舵机固定于机翼内。

2.根据权利要求1所述的倾转变涵道飞行器，其特征在于：所述的倾转传动机构倾转范围为0~100°。

3.根据权利要求1所述的倾转变涵道飞行器，其特征在于：所述的机翼后缘设置有副翼。

4.根据权利要求1所述的倾转变涵道飞行器，其特征在于：所述的起落架为三点式起落架，包括前起落架和主起落架。

5.根据权利要求1所述的倾转变涵道飞行器，其特征在于：所述的尾翼为T型尾翼，水平安定面、升降舵、垂直安定面、方向舵，水平安定面位于垂直安定面的顶部，垂直安定面后缘安装有方向舵，水平安定面后缘安装有升降舵。

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