[發明專利]帶傾轉固定翼的多旋翼飛行器及其控制方法

在審

• 申請號: 201510073872.5
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN104608924A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 范波翔;周尹強;李德;李杰;李杉格;衛海粟;孫虎膽;李道斌
• 申請（專利權）人: 中電科（德陽廣漢）特種飛機系統工程有限公司
• 主分類號: B64C27/26
• 分類號: B64C27/26
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李海建

本發明涉及一種帶傾轉固定翼的多旋翼飛行器及其控制方法，該飛行器包括機身、通過轉軸設置于所述機身兩側的固定翼、多個設置于所述機身上的旋翼、用于驅動各個所述旋翼旋轉以及固定翼傾轉的動力系統、以及用于控制所述固定翼的傾轉角度和控制各個所述旋翼的轉速和槳距的控制系統。如此設置，本發明提供的帶傾轉固定翼的多旋翼飛行器，其固定翼能夠進行傾轉，攻角可以獨立控制，提高了飛行器的巡航效率和載荷重量，而且飛行器的機動性和操控性得到了有效提高。

技術領域

本發明涉及飛行器技術領域，特別涉及一種帶傾轉固定翼的多旋翼飛行器及其控制方法。

背景技術

傳統的飛行器主要有固定翼飛行器和旋翼飛行器兩種，固定翼飛行器一般采用水平起降的方式，依靠固定翼產生的升力進行起降和巡航，其優點是飛行速度較快，航程和續航時間較長，但是固定翼飛行器的起降距離較長，對跑道的要求較高，使其應用具有局限性。

旋翼飛行器依靠旋翼產生的升力，可以進行垂直起降。近年來出現的以四旋翼為代表的多旋翼飛行器，除了可以垂直起降，還可以依靠旋翼升力的不同分配實現飛行器的姿態控制，不需要任何的控制舵面，因而具有結構簡單、操作靈活等優點。但由于巡航時旋翼的阻力較大，所以旋翼飛行器的飛行效率、飛行速度、航程和續航時間都不如固定翼飛行器。并且，現有的多旋翼飛行器絕大多數采用電動機驅動，其功率和載荷均較小。因此，旋翼飛行器也有其局限性。

公告號為CN202728575U的專利文獻中，公開了一種固定翼與電動多旋翼組成的復合飛行器，該種飛行器包括一組電動多旋翼動力系統和一個總控制器，固定翼動力系統與電動多旋翼動力系統在結構上相互獨立，該總控制器包括該固定翼控制系統和用于控制該電動多旋翼動力系統工作的電動多旋翼控制系統，該總控制器還用于控制該固定翼控制系統和電動多旋翼控制系統單獨工作或者協同工作；所述電動多旋翼動力系統的旋翼旋轉平面與機身中心軸平行。該種飛行器既可以像直升機一樣垂直起降和飛行，可以像固定翼飛機一樣起降和飛行，也可以在起降和飛行過程中使用兩個動力系統混合工作的模式實現。

由于該專利所涉及的飛行器具有兩套獨立的動力系統，因此當其中一套動力系統單獨工作的時候，另一套動力系統就成為了死重，大大降低了巡航效率和載荷重量。

其次，由于該專利所涉及的飛行器的機翼固定在機身上，因此機翼弦平面與旋翼旋轉平面的夾角不能改變，即機翼的攻角不能獨立控制，從而導致飛行器的機動性和操控性大大降低。并且，由于其多旋翼動力系統采用電機驅動，所以相比于燃油發動機，其最大功率和載荷重量均較小，不適用于較大型的飛行器，具有很大的局限性。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶傾轉固定翼的多旋翼飛行器，其固定翼能夠進行傾轉，攻角可以獨立控制，提高了飛行器的巡航效率和載荷重量，而且飛行器的機動性和操控性得到了有效提高。本發明還提供了一種上述多旋翼飛行器的控制方法。

本發明提供的一種帶傾轉固定翼的多旋翼飛行器，包括機身、通過轉軸設置于所述機身兩側的固定翼、多個設置于所述機身上的旋翼、用于驅動各個所述旋翼旋轉以及固定翼傾轉的動力系統、以及用于控制所述固定翼的傾轉角度和控制各個所述旋翼的轉速和槳距的控制系統。

優選地，所述轉軸垂直于所述多旋翼飛行器的對稱面。

優選地，所述旋翼的數量為四個，四個所述旋翼以所述多旋翼飛行器的對稱面為對稱面對稱分布，且均勻分布于所述飛行器的重心前后。

優選地，所述動力系統包括動力源和航空舵機，所述動力源為渦輪軸發動機、航空活塞發動機或電動機。

優選地，所述固定翼的傾轉由所述航空舵機驅動。

本發明還提供了帶傾轉固定翼的多旋翼飛行器的控制方法，在飛行器起飛過程中，逐漸增加各個所述旋翼的轉速或者槳距以增加升力，使飛行器垂直起飛，同時轉動固定翼調整其攻角以使其阻力最小；當飛行器上升到預設高度以后，轉動固定翼至水平狀態。