CN219406885U - 一种双翼布局的倾转四涵道飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，其技术方案要点是包括机身和前机翼，所述前机翼设置于机身的前端并靠近机身的下侧；后机翼，所述后机翼设置于机身的后端并靠近机身的上侧；涵道风扇，所述前机翼和后机翼的翼端部分别连接有涵道风扇；所述前机翼和后机翼的翼端还分别设置有用于控制涵道风扇倾转的舵机；所述涵道风扇内还分别设置有涵道螺旋桨系统；所述机身的下侧还设置有下辅翼。本实用新型一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，以解决现有倾转旋翼飞行器旋翼系统推进效率低、载重小、机身结构重、危险系数大、操作控制困难、横向稳定性差等问题。

Description

一种双翼布局的倾转四涵道飞行器

技术领域

本实用新型涉及飞行器技术领域，更具体的说是涉及一种双翼布局的倾转四涵道飞行器。

背景技术

随着倾转旋翼机技术的发展，普通的倾转旋翼飞行器在操纵控制技术及操纵系统动力学设计等方面都遇到了许多技术难题；特别是在以直升机状态进行飞行时其复杂的气动特性使得传统的单翼倾转旋翼机在控制及飞行横向稳定性方面有所欠缺。

同时因为倾转旋翼的旋翼在直升机模式时作为升力桨使用，因此在作为固定翼模式时其巨大的桨盘面积会增加很大的飞行阻力；同时在地面悬停时其旋转的巨大的桨叶，对周围的环境及工作人员有很大的安全隐患。为解决控制与配平问题,同时为了兼并飞行器整体的结构安全性，使的飞行器的整体尺寸较大。其载荷能力远小于同体积的固定翼飞行器，随着倾转旋翼机在无人机领域的广泛应用，无人机的体积越来越大，重量越来越高在满足飞行性能的同时，也要满足装载更多任务载荷的需求。

为了提高空重比，开始利用倾转旋翼飞行器垂直起降的特性，设计可抛式起落架或者无起落架等。同时一种结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好、推动效率较高的涵道风扇螺旋桨进入大家的视野；涵道风扇螺旋桨作为一种推力或升力装置,被应用于飞行器设计当中。

现有具备垂直起降能力的飞行器总体设计并不完善,在具体应用过程中会出现因自身的布局形式产生较大的飞行阻力,旋翼系统的推进效率也较低,为提高飞行器的飞行效率与飞行性能,需要对倾转旋翼类飞行器的总体布局进行优化设计，对此一种双翼布局的倾转型的涵道飞行器亟待解决,以解决现有技术中的不足。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，以解决现有倾转旋翼飞行器旋翼系统推进效率低、载重小、机身结构重、危险系数大、操作控制困难、横向稳定性差等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，其特征在于，包括：

机身；

前机翼，所述前机翼设置于机身的前端并靠近机身的下侧；

后机翼，所述后机翼设置于机身的后端并靠近机身的上侧；

涵道风扇，所述前机翼和后机翼的翼端部分别连接有涵道风扇；

所述前机翼和后机翼的翼端还分别设置有用于控制涵道风扇倾转的舵机；

所述涵道风扇内还分别设置有涵道螺旋桨系统；

所述机身的下侧还设置有下辅翼。

作为本实用新型的进一步改进，所述涵道风扇包括外涵道、涵道电机和固定支架，所述固定支架设置于外涵道内，所述涵道电机设置于固定支架上，所述涵道螺旋桨系统与涵道电机连接，所述外涵道用于与机翼连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述涵道风扇包括前涵道风扇和后涵道风扇，所述前涵道风扇设置于前机翼的翼端部，所述后涵道风扇设置于后机翼的翼端部，所述前涵道风扇的外壁沿圆周方向阵列设置有若干着陆角。

作为本实用新型的进一步改进，所述前机翼上还设置有前机翼舵面。

作为本实用新型的进一步改进，所述后机翼上还设置有后机翼舵面。

作为本实用新型的进一步改进，所述机身的尾部还设置有V型尾翼。

作为本实用新型的进一步改进，所述尾翼上设置有V尾舵面。

作为本实用新型的进一步改进，所述下辅翼呈倒V型设置于机身的下侧。

本实用新型的有益效果：

1、采用双机翼四涵道布置，同样的重量下每副涵道螺旋桨系统需承担的力少了一倍，因此拥有起飞重量更大，重心范围更大的特点，过渡飞行时，双翼倾转四涵道飞行器过渡走廊更宽，飞行安全裕度更高；

2、采用倾转四涵道设计，除了延续双旋翼倾转旋翼机速度快、航程远的优势外，并且在其明显的劣势如空重比大和横向稳定性差等方面取得明显的改善；

3、采用涵道作为飞行器的升力及推力部件，使用飞行器整体的气动噪声低、推进效率较高、诱导阻力较少等优点外，因为外涵道将涵道螺旋桨包在内侧，因此使用安全性好在军事和民用领域都具有巨大的优势；

4、四台涵道风扇旋转方向两两相反，直升机模式时可以实现纵横向解耦，因此飞行器的操纵也较为简单；

5、在起降时使用下辅翼作为后起落架，前涵道风扇上的着陆角作为前起落架；抛弃传统的起落架构型，大大减轻了飞行器的整体结构重量，提升了飞行器的载重能力；

6、本实用新型全机使用复合材料，大大降低了飞行器的全机重量。

附图说明

图1为本实用新型双翼布局的倾转四涵道飞行器的整体外形图。

图2为本实用新型双翼布局的倾转四涵道飞行器正视图。

图3为本实用新型双翼布局的倾转四涵道飞行器俯视图。

图4为本实用新型双翼布局的倾转四涵道飞行器侧视图。

图5为本实用新型双翼布局的倾转四涵道飞行器直升机模式示意图。

图6为本实用新型双翼布局的倾转四涵道飞行器固定翼模式示意图。

图7为本实用新型涵道风扇的详细示意图。

附图标记：1、机身；2、前机翼舵面；3、后机翼舵面；4、前机翼；5、后机翼；6、V型尾翼；7、V尾舵面；8、着陆角；9、下辅翼；10、前涵道风扇；11、后涵道风扇；12、涵道螺旋桨系统；13、外涵道；14、涵道电机；15、固定支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参考图1至图7所示，为本实用新型一种双翼布局的倾转四涵道飞行器的具体实施方式，包括机身1、前机翼4和后机翼5，所述机身1采用复合材料制成，以降低整机的重量，前机翼4设置于机身1的前端并靠近机身1的下侧，后机翼5设置于机身1的后端并靠近机身1的上侧，以使前机翼4和后机翼5之间形成有高度差，以使整体的气动性提高，在前机翼4上还设置有前机翼舵面2，在后机翼5上还设置有后机翼舵面3，前机翼舵面2和后机翼舵面3用于辅助飞行器进行俯仰与滚转姿态的控制，前机翼4和后机翼5的翼端部分分别连接有涵道风扇，前机翼4和后机翼5的翼端还分别设置有用于控制涵道风扇倾转的舵机，以使在舵机作用下能够控制涵道风扇进行倾转调节，从而实现整机能够实现固定翼模式和直升机模式的切换，在机翼内设置用于控制倾转的舵机是本领域技术人员的常规手段，在此对舵机的描述不再赘述。涵道风扇内设置有涵道螺桨旋系统12，涵道螺桨旋系统12用于提供整机的动力，机身1的下侧还设置有呈倒V型设置的下辅翼9，下辅翼9的设置使得在固定翼模式时起到机身1稳定的作用，在直升机模式时起到整机的后起落架作用。

所述涵道风扇包括外涵道13、涵道电机14和固定支架15，所述固定支架15设置于外涵道13内，所述涵道电机14设置于固定支架15上，所述涵道螺桨旋系统12与涵道电机14连接，所述外涵道13用于与机翼连接，所述涵道风扇包括前涵道风扇10和后涵道风扇11，所述前涵道风扇10设置于前机翼4的翼端部，所述后涵道风扇11设置于后机翼5的翼端部，所述前涵道风扇10的外壁沿圆周方向阵列设置有若干着陆角8，位于前涵道风扇10外侧的着陆角8在直升机模式时作为飞行器整体的前起落架，从而使得整体在直升机模式下能够方便进行起降，固定支架15呈用于牢固连接外涵道13涵道螺旋桨系统12、涵道电机14的同时，能较好的抵消涵道电机14满载时的反扭矩，使得整体结构稳定。

所述机身1的尾部还设置有V型尾翼6，所述尾翼上设置有V尾舵面7，以使能够很好的辅助飞行器进行航行姿态的控制。

工作原理及其效果：

涵道电机14通电开始旋转，带动涵道螺旋桨系统12开始旋转，将外面的空气吸入外涵道13内，然后增加涵道内的气流流出速度，以获得飞行器所需要的升力与推力。

固定翼模式时：下辅翼9作为飞行器的航向稳定部件。

直升机模式时：位于机身1后下端的下辅翼9作为飞行器整体的后起落架，位于前涵道风扇10外侧的着陆角8作为飞行器整体的前起落架。

三叉形状的固定支架15，牢固连接外涵道13与涵道螺旋桨系统12、涵道电机14的同时，能较好的抵消涵道电机14满载时的反扭矩，实现了双机翼四涵道布置，同样的重量下每副涵道螺旋桨系统需承担的力少了一倍，因此拥有起飞重量更大，重心范围更大的特点，过渡飞行时，双翼倾转四涵道飞行器过渡走廊更宽，飞行安全裕度更高。采用倾转四涵道设计，除了延续双旋翼倾转旋翼机速度快、航程远的优势外，并且在其明显的劣势如空重比大和横向稳定性差等方面取得明显的改善。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，其特征在于，包括：

机身(1)；

前机翼(4)，所述前机翼(4)设置于机身(1)的前端并靠近机身(1)的下侧；

后机翼(5)，所述后机翼(5)设置于机身(1)的后端并靠近机身(1)的上侧；

涵道风扇，所述前机翼(4)和后机翼(5)的翼端部分别连接有涵道风扇；

所述前机翼(4)和后机翼(5)的翼端还分别设置有用于控制涵道风扇倾转的舵机；

所述涵道风扇内还分别设置有涵道螺旋桨系统(12)；

所述机身(1)的下侧还设置有下辅翼(9)。

2.根据权利要求1所述的一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，其特征在于：所述涵道风扇包括外涵道(13)、涵道电机(14)和固定支架(15)，所述固定支架(15)设置于外涵道(13)内，所述涵道电机(14)设置于固定支架(15)上，所述涵道螺旋桨系统(12)与涵道电机(14)连接，所述外涵道(13)用于与机翼连接。

3.根据权利要求2所述的一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，其特征在于：所述涵道风扇包括前涵道风扇(10)和后涵道风扇(11)，所述前涵道风扇(10)设置于前机翼(4)的翼端部，所述后涵道风扇(11)设置于后机翼(5)的翼端部，所述前涵道风扇(10)的外壁沿圆周方向阵列设置有若干着陆角(8)。

4.根据权利要求1所述的一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，其特征在于：所述前机翼(4)上还设置有前机翼舵面(2)。

5.根据权利要求1所述的一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，其特征在于：所述后机翼(5)上还设置有后机翼舵面(3)。

6.根据权利要求1所述的一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，其特征在于：所述机身(1)的尾部还设置有V型尾翼(6)。

7.根据权利要求6所述的一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，其特征在于：所述尾翼上设置有V尾舵面(7)。

8.根据权利要求1所述的一种双翼布局的倾转四涵道飞行器，其特征在于：所述下辅翼(9)呈倒V型设置于机身(1)的下侧。