[發明專利]一種新型高效傾轉旋翼無人飛行器

在審

• 申請號: 201810423802.1
• 申請日: 2018-05-06
• 公開（公告）號: CN108382579A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 胡龍;王一博
• 申請（專利權）人: 北京天宇新超航空科技有限公司
• 主分類號: B64C27/28
• 分類號: B64C27/28;B64C1/30;B64C1/38;B64C9/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種新型高效傾轉旋翼無人飛行器，該飛行器布局具有更高的氣動效率和更好的平飛縱向和航向控制性能，在保證垂直起降的前提下，能夠實現高速高效飛行。飛行器包括：傾轉旋翼、垂飛機構、固定機翼、固定垂尾、全動平尾、機身結構和起落架。飛行器從起飛到平飛需經歷垂飛狀態、過渡飛行狀態和平飛狀態。傾轉旋翼和垂飛機構可通過作動機構旋轉，使該飛行器能夠實現垂直起降和高速平飛。傾轉旋翼可變距，兼顧垂飛狀態和平飛狀態的旋翼效率，可驅動飛行器高速飛行；垂飛機構在垂飛狀態時，與傾轉旋翼共同提供垂直起降的升力和控制力，在平飛狀態收至機身兩側，保持飛行器良好的氣動外形。

技術領域

本發明涉及一種傾轉旋翼垂直起降飛行器，屬于航空產品技術領域。

背景技術

傾轉旋翼無人飛行器兼具直升機的垂直起降能力和螺旋槳固定翼飛機的高速飛行性能，屬于垂直起降飛行器。傾轉旋翼無人飛行器動力作用力方向可傾轉，具有廣泛的應用前景，主要應用包括物流、巡線、森林防火、環境監測等。雖然傾轉旋翼無人飛行器能夠滿足一些特殊場景的應用需求，但實際應用中還存在垂飛旋翼效率低、控制性能差和氣動效率低等問題。例如：1.現有傾轉旋翼無人飛行器垂飛與平飛采用同一套動力系統，且多為定距螺旋槳，而實際上，多旋翼與固定翼飛行器的旋翼無論從形態尺寸上還是機械機構上都存在顯著差異，這是由不同飛行狀態下螺旋槳的氣動條件不同所決定的，因此現有傾轉旋翼無人飛行器動力系統很難同時高效兼容垂飛和平飛狀態，平飛速度較低，控制性能差；2.現有傾轉旋翼無人飛行器方案多采用多旋翼方式垂直起降，通過增加多組旋翼來實現垂直起降功能，而這些旋翼在平飛過程中，只能提供較少的動力，而且復雜的傾轉機構降低飛行器平飛時的氣動效率，增大氣動阻力。

發明內容

本發明提供了一種新型高效傾轉旋翼無人飛行器方案，該飛行器布局具有更高的氣動效率和更好的航向控制性能，在保證垂直起降的前提下，能夠實現高速高效飛行。

一種傾轉旋翼無人飛行器包括：傾轉旋翼、垂飛機構、固定機翼、固定垂尾、全動平尾、機身結構和起落架，且至少包含1個傾轉旋翼和由2個垂飛旋翼和可折疊支撐桿組成的垂飛機構。

根據上述技術方案之一所述的傾轉旋翼無人飛行器，其特征在于，所述傾轉旋翼可繞垂直于垂尾對稱面方向的轉軸縱向傾轉，也可繞在垂尾對稱面內的另一個轉軸橫向傾轉。

根據上述技術方案之一所述的傾轉旋翼無人飛行器，其特征在于，旋翼兼顧垂直起降和高速平飛時的旋翼效率。

根據上述技術方案之一所述的傾轉旋翼無人飛行器，其特征在于，所述傾轉旋翼垂飛時為飛行器提供垂飛升力，前飛時為飛行器提供前飛拉力，垂飛與前飛采用同一套旋翼動力系統。

根據上述技術方案之一所述的傾轉旋翼無人飛行器，其特征在于，所述傾轉旋翼平飛時氣流作用于垂尾方向舵，提高航向控制性能。

根據上述技術方案之一所述的傾轉旋翼無人飛行器，其特征在于，垂飛機構在垂飛狀態時提供升力，使飛行器能夠垂直起飛和降落；在平飛狀態時收至機身兩側，保持飛行器良好的氣動外形。

根據上述技術方案之一所述的傾轉旋翼無人飛行器，其特征在于，全動平尾在平飛時整體作為俯仰控制舵面，相比正常布局固定翼飛行器增大了控制面，提高了俯仰控制性能。