一种尾坐式飞行器制造技术

本发明专利技术涉及一种尾坐式飞行器，包括机体（1）、机翼（2）、姿态控制装置、主推力装置（3），主推力装置（3）采用热机作为动力装置，机翼(2)包括左半翼及右半翼；姿态控制装置包括滚转调姿装置、俯仰调姿装置、飞行控制系统（4）；滚转调姿装置用于调整飞行器处于垂直状态下的滚转姿态；滚转调姿装置包括至少2个分别置于左半翼及右半翼的滚转调姿单元（5）、每个滚转调姿单元（5）分别对应功率连接有1个电机（6）、分别控制各个电机（6）输出功率的调速器单元（7）、电源模块（8）；滚转调姿单元（5）为螺旋桨或涵道风扇，调速器单元（7）与飞行控制系统可操作地连接。这样的好处是，使飞行器的机械结构得到简化，反应更加灵敏迅速。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种尾坐式飞行器，包括机体（1）、机翼（2）、姿态控制装置、主推力装置（3），主推力装置（3）采用热机作为动力装置，机翼(2)包括左半翼及右半翼；姿态控制装置包括滚转调姿装置、俯仰调姿装置、飞行控制系统（4）；滚转调姿装置用于调整飞行器处于垂直状态下的滚转姿态；滚转调姿装置包括至少2个分别置于左半翼及右半翼的滚转调姿单元（5）、每个滚转调姿单元（5）分别对应功率连接有1个电机（6）、分别控制各个电机（6）输出功率的调速器单元（7）、电源模块（8）；滚转调姿单元（5）为螺旋桨或涵道风扇，调速器单元（7）与飞行控制系统可操作地连接。这样的好处是，使飞行器的机械结构得到简化，反应更加灵敏迅速。【专利说明】一种尾坐式飞行器
本专利技术涉及一种垂直起降飞行器，尤其涉及一种尾坐式飞行器。
技术介绍
尾坐式(Tail-Sitter)飞行器是一种起飞、着陆时都是机尾冲地垂直起降飞行器，起飞时达到一定高度后改变姿态积累速度转入平飞，降落时减小飞行速度同时改变姿态进入垂直起降。尾坐式飞行器在起飞、着陆、悬停时需要依靠姿态控制的装置才能保持自身的平衡。 例如洛克希德研制的XFV-1型尾坐式飞行器和康维尔研制的XFY-1尾坐式飞行器，两者都用巨大的机头同轴反转螺旋桨驱动。XFV-1型尾坐式飞行器及XFY-1型尾坐式飞行器在下洗气流的下方的机翼上设置有气动控制舵面作为姿态控制装置，可以利用下洗气流作用下的机翼上的气动控制舵面控制垂直起降、悬停和平飞阶段的飞行。但由于这种气动控制舵面是一种复杂的机械部件，这种机械部件生产、维护的成本高，而且容易出现机械故障；此外，利用气动控制舵面控制飞行器的起飞、着陆、悬停时的飞行器平衡性较差而且灵敏度较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种机械结构更简单的、操作更加灵活的尾坐式飞行器。 为解决上述技术问题，本专利技术一种尾坐式飞行器包括机体、机翼、姿态控制装置、用于为飞行器提供主要推力的主推力装置3 ;主推力装置3采用热机作为动力装置，机翼包括左半翼及右半翼；其中，姿态控制装置包括滚转调姿装置、俯仰调姿装置、飞行控制系统；滚转调姿装置用于调整飞行器处于垂直状态下的滚转姿态；滚转调姿装置包括至少2个分别置于左半翼及右半翼的滚转调姿单元、每个滚转调姿单元分别对应功率连接有I个电机、分别控制各个电机输出功率的调速器单元、为滚转调姿装置提供电源的电源模块；滚转调姿单元为螺旋桨或涵道风扇，调速器单元与飞行控制系统可操作地连接。 这样的好处是，采用了使用电能的滚转调姿装置可以免去原先气动控制舵面、伺服作动器、铰链等复杂的机械部件，使飞行器的机械结构得到简化。通过飞行控制系统控制的以电机作为动力装置的滚转调姿装置反应更加灵敏迅速而且更加易于操作，从而使飞行器的姿态控制更为稳定。 作为本专利技术一种尾坐式飞行器的进一步改进，俯仰调姿装置包括至少I个俯仰调姿单元、每个俯仰调姿单元分别对应功率连接有I个电机、分别控制各个电机输出功率的调速器单元、为俯仰调姿装置提供电源的电源单元；俯仰调姿单元为螺旋桨或涵道风扇，调速器单元与飞行控制系统可操作地连接；俯仰调姿单元设置在飞行器处于水平状态下的飞行器的上方或下方。作为更一步改进，该飞行器还包括垂直尾翼，俯仰调姿单元与垂直尾翼连接。作为更一步改进，垂直尾翼与机翼呈T字型或Y字型或X字型布局；T字型或Y字型或X字型布局是指飞行器的主视图所大体呈现的T或Y或X图形，主视图是指从机头向机尾方向所看到的图形。俯仰调姿单元可以连接在垂直尾翼的端部。这样的好处是，采用了使用电能的俯仰调姿装置可以免去原先气动控制舵面、伺服作动器、铰链等复杂的机械部件，使飞行器的机械结构得到更进一步的简化。通过飞行控制系统控制的以电机作为动力装置的俯仰调姿装置反应更加灵敏迅速而且更加易于操作，从而使飞行器的姿态控制更为稳定。俯仰调姿单元连接在垂直尾翼的端部可以进一步提高俯仰调姿单元姿态调整的效率。 作为本专利技术一种尾坐式飞行器的进一步改进，俯仰调姿单元通过伸长肋与机体或机翼连接；俯仰调姿单元通过伸长肋与机翼连接时，有两个俯仰调姿单元分别对称地设置在左半翼及右半翼。这样的好处是，可以利用伸长肋为俯仰调姿单元提供一个远离飞行器重心轴线的距离，可以提供一个更适合俯仰调姿单元安装的位置，使飞行器的空气动力布局设计可以更加灵活，更方便。 作为本专利技术一种尾坐式飞行器的更进一步改进，滚转调姿单元连接在机翼的端部。这样可以提高滚转调姿单元姿态调整的效率。 作为本专利技术一种尾坐式飞行器的另一个改进，机翼为环形机翼。主推力装置可以设置在环形机翼内。环形机翼的左端及右端分别设置有翼梢小翼，滚转调姿单元分别连接在各个翼梢小翼的端部。环形机翼与主推力装置可以组合成涵道风扇，通过主推力装置设置在环形机翼内，可以吸引上层环境空气，起到一定的引射增升的作用。 【专利附图】【附图说明】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细的说明。 图1是本专利技术一种尾坐式飞行器的姿态控制装置工作原理图。 图2是本专利技术一种尾坐式飞行器的垂直尾翼与机翼呈T字型布局的示意图。 图3是本专利技术一种尾坐式飞行器的垂直尾翼与机翼呈Y字型布局的示意图。 图4是本专利技术一种尾坐式飞行器的垂直尾翼与机翼呈X字型布局的示意图。 图5是本专利技术一种尾坐式飞行器的垂直尾翼与机翼呈Y字型布局的俯视图。 图6是本专利技术一种尾坐式飞行器的俯仰调姿单元通过伸长肋与机翼连接的示意图。 图7是本专利技术一种尾坐式飞行器的环形机翼示意图。 【具体实施方式】 图1所示本专利技术一种尾坐式飞行器的姿态控制装置工作原理图，本专利技术一种尾坐式飞行器包括机体1、机翼2、姿态控制装置、用于为飞行器提供主要推力的主推力装置3 ；主推力装置3采用热机作为动力装置，机翼2包括左半翼及右半翼；其特征在于:姿态控制装置包括滚转调姿装置、俯仰调姿装置、飞行控制系统4 ;滚转调姿装置用于调整飞行器在垂直状态下的滚转姿态；滚转调姿装置包括至少2个分别置于左半翼及右半翼的滚转调姿单元5、每个滚转调姿单元5分别对应功率连接有I个电机6、分别控制各个电机6输出功率的调速器单元7、为滚转调姿装置提供电源的电源模块8 ;滚转调姿单元5为螺旋桨或涵道风扇，调速器单元7与飞行控制系统可操作地连接。俯仰调姿装置包括至少一个俯仰调姿单元9、每个俯仰调姿单元9分别对应功率连接有I个电机6、分别控制各个电机6输出功率的调速器单元7、为俯仰调姿装置提供电源的电源模块8 ;俯仰调姿单元9为螺旋桨或涵道风扇，调速器单元7与飞行控制系统4可操作地连接；俯仰调姿单元9设置在飞行器处于水平状态下的飞行器的上方或下方。 电源模块8可以是电功率储存装置，例如充电电池、超级电容、核电池等等；也可以是发电装置，包括发电机和功率连接发电机的发动机；也可以是连接有发电装置的电功率储存装置。电机6采用无刷电机最优，但并非是限定，也可以是其它类型的电机，如有刷电机、交流电机、直流电机、单相电机、三相电机等等。调速器单元7包括电子调速器(electronic speed controller)、直流电机调速器、交流电机调速器等可以调节电机输出功率的装置；调速器单元7可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尾坐式飞行器，包括机体（1）、机翼（2）、姿态控制装置、用于为飞行器提供主要推力的主推力装置（3）；所述的主推力装置（3）采用热机作为动力装置，所述的机翼(2)包括左半翼及右半翼；其特征在于：所述的姿态控制装置包括滚转调姿装置、俯仰调姿装置、飞行控制系统（4）；所述的滚转调姿装置用于调整所述飞行器处于垂直状态下的滚转姿态；所述的滚转调姿装置包括至少2个分别置于左半翼及右半翼的滚转调姿单元（5）、每个滚转调姿单元（5）分别对应功率连接有1个电机（6）、分别控制各个电机（6）输出功率的调速器单元（7）、为滚转调姿装置提供电源的电源模块（8）；所述滚转调姿单元（5）为螺旋桨或涵道风扇，所述的调速器单元（7）与所述的飞行控制系统（4）可操作地连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建伟，
申请(专利权)人：吴建伟，
类型：发明
国别省市：广东;44