[發(fā)明專利]產(chǎn)生俯仰控制力矩的傾斜涵道風(fēng)扇式飛行器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710764490.6
• 申請(qǐng)日: 2017-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107792357B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柯克·蘭登·格羅寧加;丹尼爾·布賴恩·羅伯特森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貝爾直升機(jī)德事隆公司
• 主分類號(hào): B64C29/00
• 分類號(hào): B64C29/00;B64C27/20;B64C27/52;B64D29/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 潘煒;李新燕

本發(fā)明提供了一種產(chǎn)生俯仰控制力矩的傾斜涵道風(fēng)扇式飛行器。在一些實(shí)施方式中，飛行器包括機(jī)身，機(jī)身具有前部部分和后部部分。第一涵道風(fēng)扇和第二涵道風(fēng)扇由機(jī)身的前部部分支撐。第一涵道風(fēng)扇和第二涵道風(fēng)扇能夠相對(duì)于機(jī)身在豎向起飛及著陸模式中的大致水平取向與向前飛行模式中的大致豎向取向之間傾斜。具有后部部位的尾桁從機(jī)身的后部部分延伸。在尾桁的后部部位中設(shè)置有橫流風(fēng)扇，并且橫流風(fēng)扇能夠操作成產(chǎn)生俯仰控制力矩。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體上涉及能夠操作成在向前飛行模式與豎向起飛及著陸模式之間轉(zhuǎn)變的飛行器，并且特別地涉及具有安裝在尾桁的后部部位中并且能夠操作成產(chǎn)生俯仰控制力矩的可變推力橫流風(fēng)扇的傾斜涵道風(fēng)扇式飛行器。

背景技術(shù)

固定翼飛行器比如飛機(jī)能夠使用機(jī)翼飛行，這些機(jī)翼響應(yīng)于飛行器的由來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或螺旋槳的推力產(chǎn)生的向前空速而產(chǎn)生升力。機(jī)翼通常具有在飛行器向前移動(dòng)時(shí)使空氣向下偏斜的翼型截面，從而產(chǎn)生用以在飛行中支撐飛行器的升力。然而，固定翼飛行器通常需要用于起飛和著陸的數(shù)百或數(shù)千英尺長(zhǎng)的跑道。

與固定翼飛行器不同，豎向起飛及著陸(VTOL)飛行器不需要跑道。VTOL飛行器而是能夠豎向地起飛、懸停和著陸。VTOL飛行器的一個(gè)示例是直升機(jī)，該直升機(jī)是具有向飛行器提供升力和推力的一個(gè)或更多個(gè)旋翼的旋翼飛行器。旋翼不僅能夠?qū)崿F(xiàn)懸停和豎向起飛及著陸，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)向前飛行、向后飛行和橫向飛行。這些屬性使直升機(jī)高度廣泛地用于擁堵地區(qū)、隔離地區(qū)或偏遠(yuǎn)地區(qū)。然而，直升機(jī)由于后行葉片失速和前行葉片壓縮的現(xiàn)象通常缺乏固定翼飛行器的向前空速。

傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器試圖通過(guò)包括一組能夠基于正在進(jìn)行的操作來(lái)改變其旋轉(zhuǎn)平面的傾轉(zhuǎn)漿(proprotors)來(lái)克服這個(gè)缺點(diǎn)。傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器使用傾轉(zhuǎn)漿產(chǎn)生升力和推進(jìn)力，其中傾轉(zhuǎn)漿通常聯(lián)接至在固定翼的端部附近安裝的短艙。短艙相對(duì)于固定翼旋轉(zhuǎn)，使得傾轉(zhuǎn)漿具有用于豎向起飛、懸停和著陸的大致水平的旋轉(zhuǎn)平面、以及在向前飛行中巡航時(shí)的大致豎向的旋轉(zhuǎn)平面，其中，固定翼提供升力并且傾轉(zhuǎn)漿提供向前推力。以這種方式，傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器將直升機(jī)的豎向提升能力與固定翼飛行器的速度和范圍相結(jié)合。然而，傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器使用敞開(kāi)地暴露的傾轉(zhuǎn)漿，這可能會(huì)呈現(xiàn)出許多缺點(diǎn)。例如，敞開(kāi)地暴露的傾轉(zhuǎn)漿在飛行期間能夠?qū)е氯~片梢部的推力損失，推力矢量能力受到限制，以及使用壓力差來(lái)增大推力受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

在第一方面，本公開(kāi)涉及一種飛行器，該飛行器包括機(jī)身，機(jī)身具有前部部分和后部部分。第一涵道風(fēng)扇和第二涵道風(fēng)扇由機(jī)身的前部部分支撐。第一涵道風(fēng)扇和第二涵道風(fēng)扇能夠相對(duì)于機(jī)身在豎向起飛及著陸模式中的大致水平取向與向前飛行模式中的大致豎向取向之間傾斜。具有后部部位的尾桁從機(jī)身的后部部分延伸。在尾桁的后部部位中設(shè)置有橫流風(fēng)扇，并且橫流風(fēng)扇能夠操作成產(chǎn)生俯仰控制力矩。

在一些實(shí)施方式中，俯仰控制力矩可以是由橫流風(fēng)扇產(chǎn)生的俯仰控制推力，比如可變俯仰控制推力或可逆俯仰控制推力。在某些實(shí)施方式中，俯仰控制力矩能夠操作成在飛行操縱比如懸停、豎向起飛、豎向著陸及其間的轉(zhuǎn)變期間將飛行器保持處于大致水平姿態(tài)。在豎向起飛及著陸模式中，能夠響應(yīng)于第一涵道風(fēng)扇和第二涵道風(fēng)扇的推力矢量來(lái)控制偏航，以及/或者能夠響應(yīng)于獨(dú)立地調(diào)節(jié)第一涵道風(fēng)扇和第二涵道風(fēng)扇的總螺距來(lái)控制側(cè)滾。在向前飛行模式中，能夠響應(yīng)于獨(dú)立地調(diào)節(jié)第一涵道風(fēng)扇和第二涵道風(fēng)扇的總螺距來(lái)控制偏航。