[發(fā)明專利]一種傾轉(zhuǎn)式和固定式螺旋槳組合布局的垂直起降飛行器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110274560.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN112937849A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭鈞;衛(wèi)海粟;曲建清;劉可;王超鋒;肖明輝;單川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川騰盾科技有限公司
• 主分類號(hào): B64C27/28
• 分類號(hào): B64C27/28;B64C1/06
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠(chéng)

本發(fā)明涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種傾轉(zhuǎn)式和固定式螺旋槳組合布局的垂直起降飛行器，包括機(jī)身，機(jī)身上設(shè)置機(jī)翼和尾翼，所述的機(jī)翼上對(duì)稱設(shè)置有若干撐桿動(dòng)力組件；撐桿動(dòng)力組件包括平行于機(jī)身長(zhǎng)度方向固定設(shè)置在機(jī)翼上的撐桿，撐桿的前端設(shè)置有傾轉(zhuǎn)螺旋槳，且撐桿的后端設(shè)置有固定式升力螺旋槳；傾轉(zhuǎn)螺旋槳在水平前進(jìn)位置和垂直提升位置兩個(gè)位置之間切換。本發(fā)明通過撐桿動(dòng)力組件上的傾轉(zhuǎn)螺旋槳和固定式升力螺旋槳的組合，能夠?qū)崿F(xiàn)飛行器的垂直起降，平飛等動(dòng)作，不僅能減小飛行器起飛所需的空間，還減小了平飛過程的整體阻力。本發(fā)明提供的飛行器結(jié)構(gòu)，提高了飛行器的操控平穩(wěn)性和飛行性能，提高了飛行器的使用靈活度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種傾轉(zhuǎn)式和固定式螺旋槳組合布局的垂直起降飛行器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的飛行器要實(shí)現(xiàn)垂直升降，一般是通過提供多個(gè)垂直的升力旋翼實(shí)現(xiàn)，在旋翼旋轉(zhuǎn)過程中使飛行器垂直上升或下降。如果飛行器需要前進(jìn)飛行時(shí)，要么通過姿態(tài)傾斜，使升力分量提供前進(jìn)動(dòng)力，類似直升機(jī)的原理；要么還需要提供專用的前進(jìn)動(dòng)力裝置實(shí)現(xiàn)水平飛行。這兩種平飛方式，第一種的平飛推進(jìn)僅靠垂直螺旋槳提供升力和推力，效率較低；而第二種的平飛方式需要在飛行器上分別設(shè)置升降和推進(jìn)螺旋槳等動(dòng)力裝置，勢(shì)必會(huì)加大飛行器自身的重量，由于諸多外部結(jié)構(gòu)的影響，還提高了飛行器在飛行過程中的阻力，增加飛行器在飛行過程中的能耗。而傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)能夠較好滿足起飛垂直和水平巡航兩個(gè)階段的不同動(dòng)力需求，但對(duì)于大尺寸旋翼的傾轉(zhuǎn)，類似美國(guó)“魚鷹”飛機(jī)采用的兩個(gè)旋翼的傾轉(zhuǎn)動(dòng)力，該類飛行器的控制困難、安全性較低。而采用較小尺寸的旋翼，需要較多數(shù)量，且需要在重心前后對(duì)稱分布旋翼，方可降低垂起階段的控制難度。然而多個(gè)旋翼的在安裝布局上有著較大局限，尤其是尾部旋翼的傾轉(zhuǎn)，布置更為困難。

因此，現(xiàn)有垂直起降的飛行器總體設(shè)計(jì)并不完善，在具體應(yīng)用過程中由于自身的布局形式會(huì)造成極大的前進(jìn)阻力，推進(jìn)效率也極低，為了提高飛行器的飛行效率，同時(shí)提高飛行性能，需要對(duì)飛行器的總體布局進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，故需要提出更為合理的技術(shù)方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述內(nèi)容中提到的現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開了一種傾轉(zhuǎn)式和固定式螺旋槳組合布局的垂直起降飛行器，旨在對(duì)飛行器的動(dòng)力布局進(jìn)行優(yōu)化，使飛行器在垂直起降過程中能夠更加平穩(wěn)靈活，在前行過程中的阻力更小，提高飛行器的飛行性能，增加使用的便捷性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體采用的技術(shù)方案是：

一種傾轉(zhuǎn)式和固定式螺旋槳組合布局的垂直起降飛行器，包括機(jī)身，機(jī)身上設(shè)置機(jī)翼和尾翼，所述的機(jī)翼上對(duì)稱設(shè)置有若干撐桿動(dòng)力組件；所述的撐桿動(dòng)力組件包括平行于機(jī)身長(zhǎng)度方向固定設(shè)置在機(jī)翼上的撐桿，撐桿的前端設(shè)置有傾轉(zhuǎn)螺旋槳，且撐桿的后端設(shè)置有固定式升力螺旋槳；所述的傾轉(zhuǎn)螺旋槳在水平前進(jìn)位置和垂直提升位置兩個(gè)位置之間切換。

上述公開的垂直起降飛行器，通過設(shè)置撐桿動(dòng)力組件提供起降的動(dòng)力和前進(jìn)的動(dòng)力。撐桿前端的傾轉(zhuǎn)螺旋槳可在切換至垂直提升位置時(shí)提供向上的升力，與撐桿后端的固定式升力螺旋槳共同為機(jī)身提供升力以實(shí)現(xiàn)垂直起飛或降落；在起飛過后，需要提供前進(jìn)的動(dòng)力時(shí)，傾轉(zhuǎn)螺旋槳逐漸往水平前進(jìn)位置切換，不斷增加前進(jìn)方向的分力，同時(shí)機(jī)翼產(chǎn)生一定的升力以保持機(jī)身的升力需求，最終飛機(jī)達(dá)到平飛狀態(tài)，此時(shí)傾轉(zhuǎn)螺旋槳切換至水平前進(jìn)位置。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所采用的撐桿動(dòng)力組件是飛行器的動(dòng)力來源，為了保證飛行器的動(dòng)力輸出，此處進(jìn)行優(yōu)化并舉出如下一種可行的選擇：所述的撐桿動(dòng)力組件的數(shù)量至少為4。采用如此方案時(shí)，撐桿動(dòng)力組件對(duì)稱分布在機(jī)身兩側(cè)的機(jī)翼上，即兩側(cè)的機(jī)翼各自布設(shè)兩套撐桿動(dòng)力組件。

進(jìn)一步的，當(dāng)傾轉(zhuǎn)螺旋槳位于垂直提升位置時(shí)，其槳葉水平旋轉(zhuǎn)，周圍一定范圍內(nèi)屬于危險(xiǎn)區(qū)域，為了提高飛行器人員上下的安全，對(duì)傾轉(zhuǎn)螺旋槳的設(shè)置結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，此處舉出其中一種可行的選擇：當(dāng)傾轉(zhuǎn)螺旋槳切換至垂直提升位置時(shí)，傾轉(zhuǎn)螺旋槳的槳葉位于機(jī)翼的上方。采用如此方案時(shí)，傾轉(zhuǎn)螺旋槳的槳葉水平轉(zhuǎn)動(dòng)的高度一般高于人員的身高，人員在上下飛行器時(shí)與槳葉之間的安全距離更大，更有利于保證安全。