[發(fā)明專利]一種梯形布局串列式傾轉(zhuǎn)機翼飛行器及其傾轉(zhuǎn)機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710718343.5
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107600403B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 桑曉慶;韓慶;邵金石;秦琪;韋煒;程文杰;李堯
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: B64C27/22
• 分類號: B64C27/22;B64C3/38;B64C29/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發(fā)明公開了一種梯形布局串列式傾轉(zhuǎn)機翼飛行器及其傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，采用串列式機翼布局、梯形動力系統(tǒng)布置、多舵面及電動動力系統(tǒng)差動組合控制，使得該飛行器集垂直起降功能和高速懸停性能優(yōu)勢于一體，兼顧固定翼飛行器的長航時、遠航程和直升機的懸停與垂直起降的特點。其通過傾轉(zhuǎn)機翼式布局，完成垂直起降及空中固定翼模式巡航，降低了對起降場地的要求，提高了巡航效率；梯形動力系統(tǒng)布置可提高螺旋槳的效率；機翼機身根部融合設(shè)計，機翼傾轉(zhuǎn)段與機身段融合式翼根相連旋轉(zhuǎn)，提高機翼安裝定位精度；機翼多舵面設(shè)置，使得在垂直起降時機翼上的舵面利用旋翼尾流產(chǎn)生舵效，參與垂直起降狀態(tài)的姿態(tài)控制，減少了垂尾舵面，提高結(jié)構(gòu)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空飛行器領(lǐng)域，具體地說，涉及一種梯形布局串列式傾轉(zhuǎn)機翼飛行器及其傾轉(zhuǎn)機構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有飛行器中，固定翼飛行器可以高速巡航但需要借助跑道滑跑起降；直升機可以垂直起降、空中懸停，但巡航性能和裝載性能較差，航程航時難以提高。而垂直起降(VTOL)飛行器作為可垂直起降、空中懸停和長航程、長航時巡航的飛行器彰顯其應(yīng)用價值。

目前常見的垂直起降飛行器大多數(shù)是傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器。傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器機翼和翼尖安裝的旋翼之間氣流干擾作用較強，且垂直起降時旋翼氣流受到機翼阻擋、舵面無舵效、電機差動控制效率低；平飛時若想提高平飛效率，現(xiàn)有手段多為提高飛機展弦比，但固定翼飛行器受尺寸和結(jié)構(gòu)限制，展弦比的提高程度有限。相比而言串列式布局有著結(jié)構(gòu)和氣動的優(yōu)勢，傾轉(zhuǎn)機翼式布局又可避免傾轉(zhuǎn)旋翼遇到的問題。

發(fā)明專利CN106516080A中,具有一種氣動布局以及傾轉(zhuǎn)機構(gòu)的傾轉(zhuǎn)機翼飛行器及機翼是否松脫的檢測方法，其采用前后動力裝置錯開布置的傾轉(zhuǎn)機翼式布局，但其存在以下不足:1.傾轉(zhuǎn)機翼與機身在翼根處直接傾轉(zhuǎn)，機翼機身無過渡段造成機翼機身間的氣流干擾；2.雖然采用前后動力裝置錯開布置的布局，但是旋翼間的氣流干擾對旋翼間距的要求還受到機翼展長的限制，其并未考慮到動力裝置間距要求；3.專利中未考慮到舵面作用，傾轉(zhuǎn)機翼不同于傾轉(zhuǎn)旋翼及多旋翼飛行器，在垂直起降時豎起的機翼對于姿態(tài)控制是大阻力板，單靠電機差動控制姿態(tài)，效果很差。

在發(fā)明專利CN205440867U中公開了“一種可傾轉(zhuǎn)機翼飛機”，其采用串列式四邊形動力裝置布置傾轉(zhuǎn)機翼布局，但其前后動力裝置四邊形布置，造成后機翼上的動力裝置處在前動力裝置尾流影響區(qū)域，降低了后動力裝置效率；其采用雙垂直舵面布置，缺乏垂直安定面，造成飛行器的橫向穩(wěn)定性差；傾轉(zhuǎn)機翼與機身在翼根處直接傾轉(zhuǎn)，機翼機身無過渡段造成機翼機身間的氣流干擾。

在文獻“串列翼氣動特性及干擾分析”(桑曉慶、韓慶、韋煒等人)中就串列翼飛行器的氣動性能及設(shè)計要點進行了研究，并在此基礎(chǔ)上于論文“AerodynamicCharacteristics Research into Quad Tilt Wing of the VTOL Aircraft”中就串列式傾轉(zhuǎn)機翼垂直起降飛行器的垂直起降模態(tài)、平飛模態(tài)及機翼傾轉(zhuǎn)過程進行了研究分析，最終給出了減少前后機翼及前后旋翼系統(tǒng)干擾并提高飛行效率的設(shè)計方法及參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種梯形布局串列式傾轉(zhuǎn)機翼飛行器及其傾轉(zhuǎn)機構(gòu)；其采用串列式機翼布局、梯形動力系統(tǒng)布置、多舵面及電動動力系統(tǒng)差動組合控制，使得該飛行器集垂直起降功能和高速懸停性能優(yōu)勢于一體，兼顧固定翼飛行器的長航時、遠航程、低噪音和直升機的懸停與垂直起降的特點。