飞行器多余度动力矢量控制尾舵制造技术

本实用新型专利技术属于航空飞行器领域。本实用新型专利技术提供了一种飞行器多余度动力矢量控制尾舵，包括全动水平舵面、电动机和螺旋桨；所述电动机与所述螺旋桨连接，所述电动机及螺旋桨可根据不同需要安装于所述全动水平舵面的前部或后部，所述螺旋桨旋转轴应位于所述全动水平舵面的纵向中心线上，上述多余度动力矢量控制尾舵可在水平及垂直方向产生舵效，可实现在零速度下有效控制飞行器的姿态。本实用新型专利技术多余度飞行器多余度动力矢量控制尾舵可有效提高各种固定翼、旋翼飞行器的控制能力、提高飞行器在低速或失速状态下的安全性及机动性能。

Aircraft redundant power vector control tail rudder

The utility model belongs to the field of aerocraft. The utility model provides an aircraft redundancy power vector control tail rudder, including the full moving horizontal rudder, motor and propeller; the motor is connected with the propeller, the motor and the propeller can be installed in the front or rear of the full moving horizontal rudder according to the different needs. The propeller rotating shaft should be used. On the longitudinal center line of the full moving horizontal rudder, the above redundant power vector control tail rudder can produce the rudder in both horizontal and vertical direction, and can effectively control the attitude of the aircraft at zero speed. The utility model can effectively improve the control ability of various fixed wing and rotor aircraft, and improve the safety and maneuverability of the aircraft under low speed or stall.

【技术实现步骤摘要】
飞行器多余度动力矢量控制尾舵
本技术属于航空飞行器领域，具体涉及一种飞行器多余度动力矢量控制尾舵。
技术介绍
本技术对于
技术介绍
的描述属于与本技术相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本技术的内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本技术在首次提出申请的申请日的现有技术。无人机即无人驾驶飞机(UAS，UnmannedAircraftSystems)，其应用越来越广泛。常规固定翼无人机大多采用空气动力舵面实现飞行姿态的控制，速度是决定控制能力的前提，当飞机在已接近失速速度飞行时其尾部舵面的空气动力控制能力已明显减弱，若此时遇突风干扰极易进入失速状态，由于此时水平速度已低于失速速度，空气动力舵面进入失控状态，飞机往往不得不牺牲高度进入波状飞行，在高度有限的情况下，可能在后续的波状飞行中已经坠毁。目前固定翼无人机的控制能力、机动性能和在低速或失速状态下的安全性均有待提高。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种飞行器多余度动力矢量控制尾舵，可有效提高各种固定翼、旋翼飞行器的控制能力、提高飞行器在低速或失速状态下的安全性及机动性能。本技术实施例提供了一种飞行器多余度动力矢量控制尾舵，包括全动水平舵面、电动机和螺旋桨；所述电动机及其所驱动的螺旋桨适应不同情况，配合转速的调整，在水平及垂直方向上对飞行器姿态施以有效控制；在水平方向可调向的所述电动机及其所驱动的螺旋桨安装在全动水平舵面的前部或后部，均可实现有效控制效果；所述螺旋桨旋转轴位于所述全动水平舵面的纵向中心线上。本技术还提供了一种飞行器，包括上述的飞行器多余度动力矢量控制尾舵。本技术实施例飞行器多余度动力矢量控制尾舵具有如下有益效果：本技术实施例飞行器多余度动力矢量控制尾舵的螺旋桨可在水平方向、垂直方向调向，可变推力，这样不但在低速下可实现对失速飞机的有效控制，甚至在零速度下仍有足够的控制能力。由于采用了电动动力矢量控制尾舵，不但提高了飞机的机动性能，还可完成其他固定翼飞机所无法完成的高难度机动动作。由于其具有广泛适应性，还可安装在其他各种旋翼飞行器上提高控制能力和水平飞行速度，这对于军民各种实际应用具有重要意义。本技术实施例的飞行器多余度动力矢量控制尾舵可有效提高各种固定翼、旋翼飞行器的控制能力、提高飞行器在低速或失速状态下的安全性及机动性能。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：图1为本技术飞行器多余度动力矢量控制尾舵实施例一的结构示意图；图2为本技术飞行器多余度动力矢量控制尾舵实施例二的结构示意图；图3为本技术实施例一的飞行器多余度动力矢量控制尾舵与飞行器机身的安装示意图。附图标记说明：1螺旋桨2电动机3电动机水平调向轴4电动机整流罩5全动水平舵面6水平舵面转轴7双梁式机身8垂直尾舵具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行进一步的详细介绍。本技术实施例提供了一种飞行器多余度动力矢量控制尾舵，包括全动水平舵面、电动机和螺旋桨；电动机及其所驱动的螺旋桨适应不同情况，配合转速的调整，在水平及垂直方向上对飞行器姿态施以有效控制；在水平方向可调向的电动机及其所驱动的螺旋桨安装在全动水平舵面的前部或后部，均可实现有效控制效果；螺旋桨旋转轴位于全动水平舵面的纵向中心线上；该飞行器多余度动力矢量控制尾舵可适应目前各种固定翼及旋翼飞行器，可实现对低速甚至零速度下飞行器姿态的有效控制。传统固定翼舵面只有在有高速气流流过舵面产生压力差时才会产生升力，通过改变升力大小来调整飞行姿态，本技术实施例则通过主动式全电动力矢量控制螺旋桨产生的推进力或拉进力来完成姿态调整。本技术实施例的飞行器多余度动力矢量控制尾舵可有效提高各种固定翼、旋翼飞行器的控制能力、提高飞行器在低速或失速状态下的安全性及机动性能。本技术实施例提供了一种飞行器多余度动力矢量控制尾舵，包括全动水平舵面、电动机和螺旋桨；电动机与螺旋桨连接，电动机及螺旋桨可根据不同需要安装于全动水平舵面的前部或后部，螺旋桨旋转轴应位于全动水平舵面的纵向中心线上，上述多余度动力矢量控制尾舵可在水平及垂直方向产生舵效，可实现在零速度下有效控制飞行器的姿态。实施例一如图1所示，本实施例的飞行器多余度动力矢量控制尾舵包括全动水平舵面5、电动机2和螺旋桨1；电动机2及其所驱动的螺旋桨1适应不同情况，配合转速的调整，在水平及垂直方向上对飞行器姿态施以有效控制。在水平方向可调向的电动机2及其所驱动的螺旋桨1安装在全动水平舵面5的后部，可实现有效控制效果；螺旋桨1旋转轴位于全动水平舵面5的纵向中心线上，全动水平舵面5的纵向中心线也就是机身纵向中心线，纵向是指从机身前部到机身后部的方向。本实施例的飞行器多余度动力矢量控制尾舵可适应目前各种固定翼及旋翼飞行器，可实现对低速甚至零速度下飞行器姿态的有效控制。在本技术的一个实施例中，电动机2能够绕电动机水平调向轴3在水平方向上调向，以使螺旋桨1在水平方向上调向，提供主动控制力。在本技术的一个实施例中，螺旋桨1在水平方向上调向的角度为±25°。在本技术的另一个实施例中，飞行器多余度动力矢量控制尾舵还包括水平舵面转轴6，水平舵面转轴6安装于飞行器的双梁式机身7之间，全动水平舵面5安装于水平舵面转轴6上，以使全动水平舵面5能够在垂直方向上旋转，也就是说，全动水平舵面5能够绕水平舵面转轴6在垂直方向上转动，这里的垂直方向可以理解为垂直水平面的方向。在本技术的一个实施例中，螺旋桨1随全动水平舵面5在垂直方向上调向的角度为±15°。本实施例的飞行器多余度动力矢量控制尾舵形成了在水平方向、垂直方向的主动矢量控制力。飞行器在飞行时，通过本实施例的螺旋桨1与全动水平舵面5配合，可有效提高整体尾舵的控制能力。本实施例中，电动机2安装于全动水平舵面5的后部，这里的后部是指全动水平舵面5靠近飞行器后部的部分。电动机2带动螺旋桨1旋转，螺旋桨1对飞行器产生推力，也就是说，本实施例的飞行器多余度动力矢量控制尾舵为推进式的控制方式。在本技术的一个实施例中，螺旋桨1由高功率密度、超轻型高KV值电动机2直接驱动，螺旋桨1采用较大的螺距。本实施例的飞行器多余度动力矢量控制尾舵具有如下效果：(1)由于采用了直接安装在全动水平舵面上的可在水平方向、垂直方向调向的高功率密度、高KV值直驱电动机2及轻量化碳纤螺旋桨1，使尾舵反应灵敏、迅速，这点对固定翼飞机低速飞行的安全性极有意义。(2)飞行器在以较高速度水平飞行时，主动动力矢量控制尾舵可明显增大整机尾舵的姿态控制能力。同时由于螺旋桨1采用了较大的螺距，使其在水平飞行时不但有更高的效率，还可有效增加飞行器的平飞速度。(3)由于多余度动力矢量控制尾舵的控制能力得以大幅提升，则使空气动力舵面有所减小即可满足飞行器控制要求，这既降低了整机重量和飞行阻力，也有效降低了能耗。(4)飞行器落地时，使电动机高速反转可产生反向推力(类似于飞机的反推力和反桨)，有效实现动力刹车。如图1所示，在本技术的一个实施例中，飞行器多余度动力矢量控制尾舵还包括电动机整流罩4，电动机2通过电动机整流罩4安装于全动水平舵面5上。在本技术的一个实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器多余度动力矢量控制尾舵，其特征在于，包括全动水平舵面、电动机和螺旋桨；所述电动机及其所驱动的螺旋桨适应不同情况，配合转速的调整，在水平及垂直方向上对飞行器姿态施以有效控制；在水平方向可调向的所述电动机及其所驱动的螺旋桨安装在全动水平舵面的前部或后部，均可实现有效控制效果；所述螺旋桨旋转轴位于所述全动水平舵面的纵向中心线上。

【技术特征摘要】
1.一种飞行器多余度动力矢量控制尾舵，其特征在于，包括全动水平舵面、电动机和螺旋桨；所述电动机及其所驱动的螺旋桨适应不同情况，配合转速的调整，在水平及垂直方向上对飞行器姿态施以有效控制；在水平方向可调向的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：于忠，张天羽，于春，朱蕾蕾，孙兰岚，
申请(专利权)人：北京迪鸥航空科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11