[發明專利]一種混合模式飛行器

有效

• 申請號: 202110581099.9
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113022846B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 劉虎;王希宇;田永亮;董振洵
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C27/22
• 分類號: B64C27/22;B64C27/28
• 代理公司: 北京天匯航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11987
• 代理人: 黃川;史繼穎

本發明公開了一種混合模式飛行器，在起飛階段采用旋翼模式進行快速垂直起飛，再切換到聯翼模式向目標區域進行快速移動，到目標區域后切換到飛艇模式進行長時間巡航與任務執行，執行完任務后切換回聯翼模式快速返航，最后切換為旋翼模式進行降落回收。本發明的飛行器具備更長時間的任務執行能力和多樣化任務執行能力，同時具備航速快航程遠、留空時長、垂直起降、懸停以及載重大等優點。

技術領域

本發明屬于飛行器技術領域，尤其涉及一種旋翼模式、聯翼模式與飛艇模式結合的混合模式飛行器。

背景技術

飛艇是一種輕于空氣的航空器，它與熱氣球最大的區別在于具有推進和控制飛行狀態的裝置。飛艇由巨大的流線型艇體、位于艇體下面的吊艙、起穩定控制作用的尾面和推進裝置組成。艇體的氣囊內充以密度比空氣小的浮升氣體（有氫氣或氦氣）借以產生浮力使飛艇升空。吊艙供人員乘坐和裝載貨物。尾面用來控制和保持航向、俯仰的穩定。大型民用飛艇還可以用于交通、運輸、娛樂、賑災、影視拍攝、科學實驗等等。

另一方面，聯翼布局通常由前后相連的機翼構成，后掠的前翼和前掠的后翼組成菱形的框架機翼，后翼一般較前翼位置更高，通常也與垂直尾翼相連。因此機翼間上下的布局會有較大的空間。同時，聯翼布局較常規布局有較高的抗彎扭強度，有利于減輕結構重量。也減小了誘導阻力，使得阻力系數低，升阻比較高。十分適合作為高空高速飛機的氣動布局設計。

專利CN208515801U是一種帶有前翼的浮重平衡飛艇，公開了帶有前翼的浮重平衡飛艇，包括艇體、前翼、水平尾翼、垂直尾翼，艇體前部的兩側對稱設置有前翼，艇體后部的兩側對稱設置有水平尾翼，艇體包括主囊和側囊，兩個側囊中間設置有主囊，主囊頭部突出于兩側的側囊頭部，且主囊水平位置高于兩側的側囊，側囊尾部上部設置有垂直尾翼，前翼和水平尾翼均對稱設置在側囊的水平子午線兩側根據飛艇的浮力變化，來控制前翼的舵偏角，調整飛艇的俯仰角、矢量控制動力裝置等綜合有效地去解決平流層飛艇因氦溫差引起的浮重平衡問題，是一個飛艇模式的典型布局。

專利CN103552682A是一種飛翼與前掠翼聯翼布局飛機，在后掠翼的飛翼飛機的兩側機翼外側70%翼展處添加薄翼型立柱，在飛翼飛機尾部添加薄翼型立柱，在三個薄翼型立柱的頂端添加水平前掠機翼，形成飛翼與前掠翼聯翼布局，是典型的聯翼布局固定翼飛行器。

飛艇模式，聯翼模式，旋翼模式在長時間巡航，快速飛機機動和垂直起降方面各有其優異性。但相應地，若一種飛行器只具有其一的模式，其較為單一的氣動特性和受力特性導致其很難在快速運動，靈敏機動，長時間巡航、垂直起降等方面都獲得優異的性能。具體來說飛艇模式由于其大體積的氣囊實現了密度小于空氣，可以大幅減少克服重力而提供的能量，以此大幅提高空中滯留時間，但由于其氣囊的存在，其就很難在空中進行快速機動。聯翼模式可以實現飛行器在空中的以較高升阻比的固定翼飛行，可以有固定翼的高機動性和快速性的優勢，但其由于要克服重力和阻力，且有最低速度的限制，不能執行長時間的低速巡航、監測任務。而旋翼機能較好實現垂直起降，但由于其靠旋翼復合運動實現對重力、阻力的克服和姿態的穩定，因此耗能較大，不具有長時間執行任務的優勢。

發明內容

為了解決飛行器在垂直起降、快速機動和長時間巡航間的矛盾問題，本發明提出一種旋翼模式、聯翼模式與飛艇模式結合的飛行器，綜合利用聯翼布局，飛艇模式和旋翼布局的優點，通過在不同模式間的切換實現其在不同階段的優勢狀態本發明的具體技術方案如下：

一種混合模式飛行器，包括機體，機翼，副翼，連接翼，水平尾翼，升降舵垂直尾翼，方向舵，中央翼盒，舵機，電機，旋翼，氣囊，起降連接支架；其中，

所述機體的內部形成橢圓體空間，所述氣囊能夠在此空間內展開；在所述機體下方中部靠前布置所述中央翼盒，在所述中央翼盒處沿中軸線對稱布置所述起降連接支架；

在所述中央翼盒左右兩側各固連機翼，所述機翼外段靠近翼梢處安裝副翼，中部前側安裝所述舵機，最外側通過所述連接翼與所述水平尾翼相連，所述水平尾翼內段靠近翼根處安裝所述升降舵，外段靠近翼梢處安裝所述舵機；