[發明專利]折疊翼直升飛機

在審

• 申請號: 201710105235.0
• 申請日: 2017-02-25
• 公開（公告）號: CN108502183A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 原熙
• 申請（專利權）人: 原熙
• 主分類號: B64C39/10
• 分類號: B64C39/10;B64C39/12;B64C3/56;B64C29/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種折疊翼直升飛機，采用主翼在機身后部的鴨式或飛翼式布局，尾坐式起飛方式，主翼兩側中部適當位置可以折疊，并且具備由飛控系統控制或手動遙控操作，可以在折疊和展開狀態相互切換的機械和控制裝置；以折疊翼折疊的狀態起降和懸停，以折疊翼展開的狀態平飛。在折疊翼折疊的狀態下，直升飛機具備很強的尾坐穩定性，可以在復雜的負載狀態下保持垂直姿態，折疊翼還能抵消垂直姿態下主翼面的全部或部分氣動升力，減輕飛行器在水平方向滑動的趨勢。

技術領域

本發明涉及一種既可以懸停又可以平飛的飛行器，尤其是具備可折疊機翼，采用尾坐姿態起降的直升飛機。

背景技術

20世紀初飛機被發明之后，在很長一段時間都受困于動力不足，讓對動力要求嚴格的垂直起降停留在了概念階段。即便如此，早在1930年前，歐洲的專利機構也已經受理并批準了若干直升飛機相關的專利技術。

實現垂直起飛在技術上的先決條件是發動機必須在垂直方向上產生超過飛機自重的推力或拉力，這一條件伴隨火箭技術在航空器上的應用成為可能；而對固定翼飛行器垂直起降能力，特別是垂直起飛能力的迫切需求，則是在第二次世界大戰中產生的：德國為了在機場遭受壓制的情況下截擊盟軍轟炸機，于1944年開始研制Ba349型火箭動力截擊機，并于1945年初實現首飛。盡管Ba349最終未能量產，但是其首創的尾坐式起飛模式，被此后許多固定翼飛機垂直起降項目所沿用。

冷戰開始后，旋翼直升機技術開始普及，研發推重比超過1的飛行器不再是難以逾越的技術壁壘。而冷戰雙方對全面核戰爭的預期也再次讓固定翼戰斗機和截擊機的垂直起飛能力變得迫在眉睫。從上世紀50年代初開始，幾乎所有具備航空工業的國家都對此進行過研究。這其中，航空工業最為發達的美國研制的型號也最多。

這一階段的代表性產品有，1954年首飛，由美國洛克希德公司研制的XFV Salmon垂直起降戰斗機；1954年首飛，由康維爾公司研制的XFY Pogo垂直起降戰斗機；1955年首飛，由瑞安航空工業公司研制的X-13噴氣動力垂直起降飛機。其中，XFV使用X型尾翼作為起落架，XFY Pogo采用了主翼尖端和垂直尾翼尖端構成起落架的構型，這些新穎的設計在當時影響有限，卻在數十年后成為了無人機尾坐式垂直起飛的經典方案。

冷戰期間的軍用直升飛機最終以英國的鷂式和蘇聯的雅克38兩種布局高度相似的機型收尾，尾坐式起飛方式被證明不適合軍用作戰飛機。這一起飛形式銷聲匿跡半個世紀后，終于伴隨著無人機的崛起重新得到重視。

相比載人戰斗機和截擊機，當代輕型無人機可以輕易地具備遠超前者的推重比和結構強度，而這兩點恰恰是50年代直升飛機曾經面對的最大障礙。特別是在多旋翼直升機成熟之后，在近10年間，以多旋翼直升機的差速控制技術為基礎的直升飛機專利申請數量頗為眾多，同時也涌現了一些采用傳統固定翼飛機控制原理的直升飛機專利申請，甚至若干引入了單旋翼直升機的可傾斜槳葉的設計。其中的很多方案都采用了50年代就被證明可行的尾坐式起飛模式。

然而，尾坐式這種起降方式應用在無人機上，特別是使用螺旋槳推進的輕型無人機上，也存在著一些先天的不足。

首先是尾坐時的穩定性。固定翼飛機的重心一般在機身的中軸線附近，如過采用最利于尾坐姿態的發動機前置布局，則尾坐時的重心必然處于很高的位置，而最輕最單薄的后部卻要作為起落架接觸地面。這種頭重腳輕的重量分布對于在停放、起飛和降落中保持穩定的尾坐姿態十分不利。常見的解決方案是使用多功能起落架，如加裝翼尖小翼或翼刀來增加支撐區域，但是當無人機搭載外部載荷時，其重心又會發生變化，讓維持穩定性變得更加困難。這在輕型無人機上尤為明顯，輕型無人機經常可以攜帶自重三分之一甚至更多的外掛物，外掛物的形狀和重量分布也多種多樣，要在如此復雜的情況下確保尾坐姿態的安定性無疑是一個難題。