[發明專利]一種傾轉螺旋槳可垂直起降的高速飛行器的控制方法

有效

• 申請號: 201710152468.6
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106828915B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 鄧陽平;田力;高正紅
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C27/22
• 分類號: B64C27/22;B64C27/52;B64C27/82;B64C11/30;B64C9/12
• 代理公司: 西安匠星互智知識產權代理有限公司 61291
• 代理人: 陳星

1.一種傾轉螺旋槳可垂直起降的高速飛行器的控制方法，其特征在于：所述傾轉螺旋槳可垂直起降的高速飛行器，包括機身、機翼、垂尾，機身內安裝有發動機及傳動系統；機身頭部安裝有鴨翼，鴨翼采用下單翼布置，具有前緣后掠角；機身尾部靠前位置安裝有機翼，機翼采用上單翼布置并具有前緣前掠角；垂尾安裝于機身尾部上方，具有前緣后掠角；

所述高速飛行器還包括兩個傾轉臂、兩個傾轉螺旋槳和一個尾槳；傾轉臂為可傾轉螺旋槳的支持機構，傾轉螺旋槳安裝在傾轉臂外端；傾轉臂截面為紡錘形，傾轉臂長度大于傾轉螺旋槳的半徑，軸線與機體坐標系OY軸平行，兩個傾轉臂對稱安裝在機身中部靠前位置兩側，處于鴨翼和機翼之間，傾轉臂連同傾轉螺旋槳能夠繞傾轉臂軸線同步傾轉；兩個可傾轉螺旋槳能夠由發動機經傳動系統驅動對向旋轉，尾槳安裝在機身尾部，采用單獨電機驅動，尾槳旋轉軸線與機體坐標系OYZ平面平行，產生向上的拉力，且尾槳能夠繞機身縱軸左右偏轉；

飛機起飛時，可傾轉螺旋槳傾轉到旋轉平面與機體坐標系OXY平面平行位置，尾槳處于旋轉平面與機體坐標系OXY平面平行位置，發動機驅動可傾轉螺旋槳旋轉，電機驅動尾槳旋轉，可傾轉螺旋槳與尾槳產生垂直起降所需拉力，飛機垂直起飛；

在起飛過程中，通過改變兩側可傾轉螺旋槳的槳距，形成拉力差及繞重心的滾轉力矩，進行飛機的滾轉控制；通過改變尾槳的槳距，實現改變尾槳產生的向上拉力及繞重心的俯仰力矩大小，進行飛機的俯仰控制；通過將尾槳繞機身縱軸偏轉，形成水平分力，進行飛機的偏航控制；

當飛機離地到達安全高度后，控制可傾轉螺旋槳向前傾轉，形成向前的水平拉力，飛機開始向前飛行，鴨翼和機翼產生升力，進入轉換過程；隨著可傾轉螺旋槳向前傾轉角度增大，向前的水平拉力增大，飛機前飛速度增大，鴨翼和機翼產生升力增大；當飛機加速達到和超過轉換速度后，轉換過程完成，且可傾轉螺旋槳傾轉到旋轉平面與機體坐標系OYZ平面平行，完全提供水平飛行的拉力，尾槳停轉，進入固定翼飛行模式，通過鴨翼、機翼和垂尾上的控制舵面進行飛機姿態控制；

當飛機需要降落時，控制可傾轉螺旋槳降低前飛速度，當前飛速度降低到某個大于轉換速度的設定值時，尾槳啟動旋轉，控制可傾轉螺旋槳向上傾轉，前飛速度進一步降低，通過鴨翼及機翼升力、可傾轉螺旋槳拉力的向上分力和尾槳拉力保持飛機垂直方向拉力；當可傾轉螺旋槳傾轉至旋轉平面與機體坐標系OXY平面平行位置，前飛速度降低為0，進入垂直著陸階段；

在垂直著陸階段，通過改變兩側可傾轉螺旋槳的槳距，形成拉力差及繞重心的滾轉力矩，進行飛機的滾轉控制；通過改變尾槳的槳距，實現改變尾槳產生的向上拉力及繞重心的俯仰力矩大小，進行飛機的俯仰控制；通過將尾槳繞機身縱軸偏轉，形成水平分力，進行飛機的偏航控制。

2.根據權利要求1所述一種傾轉螺旋槳可垂直起降的高速飛行器的控制方法，其特征在于：所述機身截面為四角倒圓的方形，機身頭部和尾部收縮形成頭錐和尾錐。