[實用新型]一種基于四旋翼與固定翼復合的傾轉旋翼飛行器

有效

• 申請號: 201520791421.0
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN205150237U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 蔡志華;王慶;陶則旭;王春琦;鄧俊;鄭心遠;淦亞蘋;韓亮;史彧銘;白鶴
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B64C27/22
• 分類號: B64C27/22;B64C27/26
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本實用新型涉及飛機設計技術，具體為一種基于四旋翼與固定翼復合的傾轉旋翼飛行器。

背景技術

由于固定翼飛行器的起飛和降落都在很大程度上受到場地的制約，往往需要有特定的跑道用于起飛和降落，并且其不能在空中懸停，執行不了一些特定的飛行任務。

傳統四旋翼飛行器四個旋翼均不能發生向前或向后的傾轉，一方面，其在實現水平前飛動作時，要求處于機身前端的兩個旋翼轉速減小，而處于機身后端兩個旋翼轉速增加，這樣由于前后端旋翼轉速不同而產生升力差，進而不可避免的導致機身產生俯仰運動，使得飛行器水平前飛與豎直升降相互影響；另一方面，傳統四旋翼飛行器由于其設計機理限制，難以達到像固定機翼那樣較高的巡航速度。

傾轉旋翼飛行器同時具有旋翼機和固定機翼飛機的優勢，在垂直起降時，由旋翼提供向上升力，在巡航飛行時，由固定于機身的固定機翼提供升力。現有的傾轉旋翼飛行器多為兩軸傾轉，如美國的MV-22，此類傾轉旋翼機的缺點在于垂直起降時飛行器的載重量非常有限而且兩旋翼飛行器飛行時較不穩定。同時，現有的傾轉旋翼機傾轉機械結構復雜并且傾轉過程不安全。正是因為上述的缺點使得傾轉旋翼飛行器的應用受到極大限制。

發明內容

針對以上所述缺點或不足，本實用新型提供了一種基于四旋翼與固定翼復合的傾轉旋翼飛行器，將四旋翼與固定翼有機結合，實現垂直起降、空中懸停與巡航平飛的功能，并且前后傾轉電機組共用一套傾轉控制裝置通過傾轉傳動軸實現傾轉簡化傾轉機械結構和傾轉控制過程，提高傾轉旋翼機的飛行穩定性和飛行器載重量。

本實用新型通過以下技術方案來實現：一種基于四旋翼與固定翼復合的傾轉旋翼飛行器，包括四個電機、機身、外部傾轉傳動軸、兩側后掠翼、翼梢、垂直尾翼、中段橫向機翼、機身內部傾轉傳動軸、傳動齒輪、副翼和水平尾翼；其特征在于：機身前段通過外部傾轉傳動軸對稱安裝第一電機和第二電機，機身中段通過主梁安裝中段橫向機翼，機身后端通過外部傾轉傳動軸對稱安裝第三電機和第四電機，機身內部縱向安裝機身內部傾轉傳動軸和傳動齒輪，所述外部傾轉傳動軸通過二個傳動齒輪與機身內部傾轉傳動軸連接在一起，機身后端安裝水平尾翼和垂直尾翼，中段橫向機翼兩側分別以50°的后掠角對稱安裝后掠翼，兩側后掠翼分別安裝副翼，兩側后掠翼末端安裝翼梢。

本實用新型所述第一、第二、第三、第四電機安裝結構一樣；所述第一、第二、第三、第四電機參數一樣，兩兩相鄰電機轉動方向相反。

本實用新型所述第一電機、第二電機、第三電機、第四電機通過兩根外部傾轉傳動軸分別對稱安裝在機身兩側，第一、第二、第三、第四電機各安裝一套旋翼。

本實用新型所述通過傾轉裝置控制機身內部傾轉傳動軸轉動從而帶動外部傾轉傳動軸使得第一電機、第二電機、第三電機、第四電機同步傾轉；前后電機組共用一套傾轉結構，實現同步傾轉。

本實用新型所述四旋翼和固定翼共用一套動力裝置，當垂直起降或空中懸停時為四旋翼模式，以四旋翼飛行控制系統控制飛行器；當切換為固定翼模式時，以固定翼飛行控制系統控制飛行器。

當飛行器由四旋翼切換至固定翼模式過程時，第一、第二、第三、第四電機通過傾轉控制系統和傾轉傳動結構同步向前傾轉角度為0°至45°，此時仍然為四旋翼控制模式；當第一、第二、第三、第四電機同步向前傾轉角度在大于45°時，單片機自動控制切換至固定翼控制模式，兩組電機隨即向前同步傾轉至水平位置，接著以固定翼方式控制飛行器飛行姿態，此時為固定翼控制模式。

當飛行器為四旋翼模式時，通過控制第一、第二、第三、第四電機的差速來控制飛行器的飛行姿態；而當飛行器為固定翼模式時，通過控制水平尾翼、垂直尾翼、副翼來控制飛行器的飛行姿態。

當接收機接收到控制信號時，微型計算機控制系統根據指令自動產生四旋翼與固定翼傾轉控制信號，驅動舵機傾轉系統使得第一、第二、第三、第四電機傾轉。

本實用新型的優點是：使得四旋翼和固定翼共用一套動力系統實現垂直起降、空中懸停和巡航平飛，前后傾轉電機組（1、2）（3、4）共用一套傾轉裝置通過傾轉傳動軸實現同步傾轉，以此簡化傾轉結構并提高傾轉旋翼機的操縱性和穩定性。

附圖說明：

圖1是本實用新型結構示意圖。

圖2是本實用新型電機座結構示意圖。

圖3是本實用新型飛行器側視圖。