[實用新型]一種用于垂直起降飛行器上的復合舵面

有效

• 申請號: 201720801288.1
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN206914634U
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 張冰融;潘祈帆;魯磊
• 申請（專利權）人: 西安君暉航空科技有限公司
• 主分類號: B64C27/22
• 分類號: B64C27/22;B64C9/00;B64D29/02;G05D1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種飛行器復合舵面，具體涉及一種用于垂直起降飛行器上的復合舵面。

背景技術

傾轉旋翼機的發展始于上世紀40年代，由美國貝爾公司率先進行研制，傾轉旋翼機研制的成功是飛行器歷史上的一次飛躍，但是它的安全性自面世以來就飽受質疑。為了提高傾轉旋翼機的縱向穩定性，同時增加載重量，傾轉四旋翼飛行器的計劃被提了出來。傾轉四旋翼飛行器的設想最早由貝爾公司研究人員于1979年提出。它采用兩對機翼，每對機翼兩側各裝有一只螺旋槳，這不僅增加了垂直起降時的載重能力，同時也使水平飛行時的推力大大增加，2012年2月，韓國航空宇宙研究院與大韓航空公司簽署協議，決定共同研制“TR-6X”傾轉旋翼飛行器。這是除美國外，全球首次決定將傾轉旋翼飛行器納入官方實際使用的提案。對于傾轉四旋翼機，除了貝爾公司外，目前大多研究機構處于基礎研究或樣機設計階段，其中比較有代表性的是日本千葉大學設計的傾轉四旋翼飛行器，該飛行器采用了機翼與短艙一同傾轉的方案。這種方案可以顯著減輕垂直起降過程中機翼對旋翼氣流的反彈，同時也可以在一定程度上增大垂直起降過程的載重量。目前傾轉旋翼飛行器在空中懸停時需要調節槳距或周期性變距、控制旋翼轉速等來改變升力大小，控制系統及結構復雜，響應遲緩。

現有已公布未授權專利文件CN 105150558 A公布了一種部件整體成型方法及飛行器的舵面及飛行器，其主要解決的問題是現有技術中機械連接得復合材料零件加工時產生的零件性能降低，工裝較大，成本較高等問題，與本實用新型解決的問題不同。

實用新型內容

本實用新型的目的是解決上述問題，提供一種控制系統簡單易行，結構簡單，響應迅速的用于垂直起降飛行器上的復合舵面。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種用于垂直起降飛行器上的復合舵面，包括復合舵面本體，所述復合舵面本體分為上舵面及下舵面，所述復合舵面本體安裝在機翼末端，所述機翼一側設有發動機短艙，所述發動機短艙尾端設有螺旋槳；

進一步的，所述機翼包括前翼及后翼，所述機翼翼根安裝有機翼傾轉機構；所述發動機短艙與機翼固定連接，且發動機短艙與機翼在傾轉機構驅動下可以繞傾轉軸傾轉；

進一步的，所述前翼繞點c沿弧AB旋轉，后翼繞點d沿弧CD旋轉，所述前翼及后翼上均設有螺旋槳；

進一步的，所述上舵面及下舵面沿機翼的偏轉角度為δ_p，所述上舵面及下舵面之間的開合角度為δ_k，所述上舵面與垂直方向的夾角為θ₁，所述下舵面與垂直方向的夾角為θ₂。

進一步的，飛行器垂直起降及懸停時，發動機短艙和機翼傾轉至與飛行器縱軸垂直，發動機啟動，驅動螺旋槳轉動，前翼提供升力T_f；飛行器由垂直起降轉為平飛時，傾轉機構驅動發動機短艙和機翼饒傾轉軸旋轉至與飛行器縱軸平行，后翼提供升力T_r，給飛行器提供前進動力。

進一步的，所述θ₁及θ₂與偏轉角度為δ_p及開合角度為δ_k的關系如下：

θ₁＝δ_p+δ_k

θ₂＝δ_p-δ_k。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述前翼及后翼為平直翼。

本發明所述的垂直起降飛行器，將固定翼飛行器和旋翼機相結合，可實現垂直起降、空中懸停和固定翼方式巡航。飛行器主要由前翼、后翼、機身、動力裝置和起落架五個部分組成。

該飛行器的主要特點為：

(1)飛行器兼具旋翼機和固定翼飛行器的優點。既能夠實現垂直起降和懸停，又可變形為可較長時間飛行的固定翼飛行器，可以根據需要在這二者之間進行轉換。

(2)前翼和后翼的舵面采用復合舵面，每一個復合舵面從中間分開，分為上下兩部分，所述的復合舵面的上下舵面可以聯動同向偏轉，實現普通舵面的功能，亦可以獨立開合動作，和其他機翼上的舵面組合作用，來控制飛機飛行姿態。

(3)飛行器處于懸停狀態時，發動機短艙垂直于飛行器縱軸，通過控制復合舵面的開合角度來改變氣流流向和流速，從而改變飛行器的升力，使飛行器懸停。

(4)巡航飛行時，機翼傾轉機構驅動四個機翼和發動機短艙旋轉至發動機短艙平行于飛機縱軸，成為普通固定翼構型，能耗相對較小，并具有較高飛行速度和較大的飛行半徑。