一种旋翼固定翼深度融合飞行器制造技术

旋翼飞行器具有悬停、密闭空间飞行以及密集障碍物区域避障等优点。固定翼飞行器具有较高的巡航速度和较长巡航时间等优点。旋翼和固定翼融合的飞行器既有短距离垂直起降的优点，又具有长航时的优势。现有的旋翼和固定翼融合飞行器大都是两者在机体结构、气动力学特征和控制方法的直接组合和简单拼接，存在结构粗犷、气动效率低等问题。本专利公开了一种旋翼和固定翼深度融合飞行器，具有结构紧凑、气动效率高、空间利用率优，质心配置范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种旋翼固定翼深度融合飞行器本专利技术属于飞行器
，涉及一种旋翼固定翼深度融合飞行器。
技术介绍
旋翼飞行器具有悬停、密闭空间飞行以及密集障碍物区域避障等优点。固定翼飞行器具有较高的巡航速度和较长巡航时间等优点。旋翼和固定翼融合飞行器兼具短距离垂直起降的优点，又具有长航时的优势，是飞行器技术发展的主要方向之一。当前，已有多个旋翼和固定翼融合的飞行器方案，通常称之为垂直起降固定翼。如京东VTOL垂直起降固定翼飞行器，这种飞行器以传统固定翼飞行器为基型，在主机翼前后各布置一对对称的旋翼。这种方案中，固定翼和旋翼在结构和功能仅进行简单的结构叠加和功能拼凑，主机翼与机体之间固定连接。此外，成都纵横所设计的CW-XX系列垂直起降固定翼与京东所公布的VTOL垂直起降固定翼飞行器类似，也都是在主机翼前后侧布置两对旋翼，旋翼与固定翼之间的结构和功能关联性小。上述旋翼固定翼融合飞行器虽然兼具旋翼和固定翼的特性，但是两者在机体结构、气动特性和控制方式等方面直接组合和简单拼接。这种旋翼固定翼融合飞行器具有结构尺寸大，气动效率低，质心配置主要依赖固定翼升力面和压心得位置，质心固定，旋翼螺旋桨仅在升降过程中工作，在巡航过程中不工作，空间和动力利用率低，仅能低响应频率的点到点作业任务，难以适应高频度的悬停/巡航作业。以及作业环境复杂的地震、火灾、战争、人道救援等对时间响应非常迅速的快速时间响应作业任务。为了解决现有旋翼固定翼融合飞行器在复杂环境下高效率作业问题，本专利技术公开了一种旋翼固定翼深度融合飞行器。专利技术内容本专利技术公开了一种旋翼固定翼深度融合飞行器。可以有效解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种旋翼固定翼深度融合飞行器，包括螺旋桨，桨毂，动力电机和机翼机体，所述的螺旋桨与桨毂连接，桨毂与动力电机连接，动力电机安装与机翼机体上。进一步地，机翼机体的外形由特定的高升阻比机翼组成，巡航飞行时，由机翼构成的机体提供主升力，旋翼螺旋桨提供主动力。进一步地，前面两组电动螺旋桨安装在距离机翼机体前缘1/2弦长以内的位置，后面两组电动螺旋桨安装在距离机翼机体后缘1/2以内的位置。进一步地，整机质心处于前组电机安装点和后组电机安装点之间，压心位于机翼前缘到距离前缘1/2弦长点区间。进一步地，在升降和悬停阶段，机翼机体不产生升力，四组电动螺旋桨产生不同的拉力和力矩作用于机翼机体，确保机翼机体平衡。进一步地，在巡航阶段，机翼机体产生升力和阻力，四组电动螺旋桨产生微小的拉力，平衡机翼机体产生的阻力，维持机翼机体的巡航攻角、巡航速度等巡航状态。进一步地，从悬停状态转巡航状态阶段，前组电动螺旋桨拉力增加，后组螺旋桨拉力减小，机翼机体产生抬头，攻角增大，向前加速，随着速度增加，前组电动螺旋桨拉力减小，后组螺旋桨减小，机翼机体低头，攻角减小至巡航攻角，直至巡航平衡状态。进一步地，在巡航阶段，左右两侧的动力电机和螺旋桨通过速度差，在机体的左右产生平衡的升力和不平衡的力矩，进而控制机体的转弯方向和转弯过程。进一步地，从巡航状态转悬停状态阶段，前组电动螺旋桨拉力减小，后组螺旋桨拉力增加，机翼机体产生抬头，攻角增大，机翼机体阻力增加，速度减小，随着速度减小，前组电动螺旋桨拉力增加，后组螺旋桨增加，机翼机体低头，直至巡航速度减小至0，机翼机体恢复到悬停状态。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1)结构紧凑，最大尺寸小；2)气动效率高，巡航时间长；3)质心配置范围广，空间利用率高；附图说明图1是本专利技术的正视图。图2是本专利技术的俯视图。图3是本专利技术的侧视图。图中：1是机翼机体，2是动力电机，3是桨毂，4是螺旋桨，1.1机翼机体前缘，1.2是机翼机体后缘，1.3是前电机安装点，1.4是机翼机体上表面，1.5是后电机安装点，1.6是机翼机体下表面。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。如附图所示，一种旋翼固定翼深度融合飞行器，包括：机翼机体(1)，动力电机(2)，桨毂(3)，螺旋桨(4)。所述的螺旋桨(4)各与桨毂(3)所连，所述的桨毂(3)各与动力电机(2)连接，所述的动力电机(2)各安装于机翼机体(1)的相应位置。所述的旋翼固定翼深度融合飞行器有垂直起飞、悬停、悬停转巡航、巡航、巡航转悬停、垂直降落五种主要的工作状态。垂直起飞阶段，机翼机体(1)不产生升力，四组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)转动产生拉力大于机体的重力，机体向上飞行。悬停阶段，机翼机体(1)不产生升力，四组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)转动产生拉力抵消机体重力和机体上的其他扭矩，机体处于悬停状态。悬停状态转巡航状态阶段，前组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力增加，后组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力减小，机翼机体(1)产生抬头，攻角增大，向前加速，随着速度增加，前组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力减小，后组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力减小，机翼机体低头，攻角减小至巡航攻角，直至巡航平衡状态。在巡航阶段，四组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力平衡机翼机体(1)产生的阻力和机翼机体(1)的重力，机翼机体(1)的巡航攻角、巡航速度处于稳定状态。转弯时，左右动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生不同的转速和拉力平衡机翼机体(1)巡航阻力和重力，产生额外的力矩推动机翼机体(1)进行左右方向的转弯。巡航状态转悬停状态阶段，前组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力减小，后组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力增加，机翼机体(1)抬头，攻角增大，机翼机体(1)阻力增加，速度逐渐减小，随着速度减小，前组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力增加，后组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力增加，机翼机体(1)低头，直至巡航速度减小至0，机翼机体(1)恢复到悬停状态。垂直降落阶段，机翼机体(1)不产生升力，无前向运动，四组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)转动产生拉力小于机体的重力，机体向下飞行。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋翼固定翼深度融合飞行器，包括：机翼机体(1)，动力电机(2)，桨毂(3)，螺旋桨(4)，所述的螺旋桨(4)各与桨毂(3)所连，所述的桨毂(3)各与动力电机(2)连接，所述的动力电机(2)各固定安装于机翼机体(1)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋翼固定翼深度融合飞行器，包括：机翼机体(1)，动力电机(2)，桨毂(3)，螺旋桨(4)，所述的螺旋桨(4)各与桨毂(3)所连，所述的桨毂(3)各与动力电机(2)连接，所述的动力电机(2)各固定安装于机翼机体(1)上。


2.根据权利要求1所述的一种旋翼固定翼深度融合飞行器，其特征在于：机翼机体(1)的上表面(1.4)和下表面(1.6)与一种或者多种机翼翼型相吻合，机翼机体(1)上表面(1.4)和下表面(1.6)提供巡航飞行主要升力，旋翼螺旋桨(4)提供飞行动力，根据不同的技术条件，可以选配一种或多种不同的翼型进行机翼机体(1)的设计和组合，或者设计不同的翼型。


3.根据权利要求1所述的一种旋翼固定翼深度融合飞行器，其特征在于：动力电机(2)分为前后两组，前组动力电机(2)安装于机翼前缘到1/2弦长之间，后组动力电机(2)安装于1/2弦长至后缘之间。


4.根据权利要求1所述的一种旋翼固定翼深度融合飞行器，其特征在于：机翼机体(1)在巡航时具有-15到+15°的攻角。


5.根据权利要求1所述的一种旋翼固定翼深度融合飞行器，其特征在于：前组动力电机(2)安装点(1.3)与前缘(1.1)之间的连线和机翼机体(1)前缘(1.1)与后缘(1.2)的夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛三库，阎雪飞，
申请(专利权)人：陈秀梅，
类型：发明
国别省市：陕西;61