本发明专利技术实施例公开了一种机尾坐立式的垂直起降飞行器及其控制方法，涉及航空技术领域中的无人机技术方向，具备良好的通用性可以应用于不平坦的着陆区域，且结构简单易于生产和维护。本发明专利技术包括：前拉式螺旋桨动力系统（1）安装在可移动机头（2）的前缘；可移动机头（2）与机身（3）组合成为垂直起降飞行器的翼身一体化机体结构，翼身一体化机体结构的剖面为翼型形状，方向舵（4）设置在机身（3）尾缘；起落架（5）对称设置在机身（3）的上下两侧，在垂直起降飞行器起飞后，两侧的起落架（5）靠拢对接。
【技术实现步骤摘要】
一种机尾坐立式的垂直起降飞行器及其控制方法
本专利技术涉及航空
中的无人机技术方向，尤其涉及一种机尾坐立式的垂直起降飞行器及其控制方法。
技术介绍
机尾坐立式飞行器的推力方向固定在机身纵轴上，采用机尾坐地式起飞，达到一定高度后转入平飞，降落时先爬升并机头向上，随后减小推力垂直降落。在实现推力换向时，推力和机身同步转动。机尾坐立式飞行器具有可基本完全覆盖典型旋翼飞机和固定翼飞机的大范围的飞行包线，同机尾坐立式飞行器具有良好的悬停效率并能达到较高的巡航速度，并且所需螺旋桨功率较低。具有以上特性的机尾坐立式飞行器构型拥有着广泛的发展前景和未来潜力，也成了目前的研究热门。然而目前在研的机尾坐立式飞行器构型在小速度飞行时均存在一定的控制问题，如起降阶段，机尾坐立式无人机飞行速度低，气动舵面当地动压较小，因此气动舵面操纵效能不足，容易出现执行器饱和现象，悬停时由于螺旋桨滑流损失和抵消反扭矩后副翼剩余舵偏有限易造成滚转控制力矩不足，并且普遍采用的前置螺旋桨气流作用在机身上会引起一部分的推力损失，加之距离舵面较远，滑流损失大，更易导致控制力矩不足。因此与大规模的产品化应用还有一定的距离。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种机尾坐立式的垂直起降飞行器及其控制方法，具备良好的通用性可以应用于不平坦的着陆区域，且结构简单易于生产和维护。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：前拉式螺旋桨动力系统（1）安装在可移动机头（2）的前缘；可移动机头（2）与机身（3）组合成为垂直起降飞行器的翼身一体化机体结构，翼身一体化机体结构的剖面为翼型形状，方向舵（4）设置在机身（3）尾缘；起落架（5）对称设置在机身（3）的上下两侧，在垂直起降飞行器起飞后，两侧的起落架（5）靠拢对接。以及改垂直起降飞行器的控制方法，包括：S1、在静止状态中，在机身（3）的上下两侧，分别安装有两组起落架机构，两组起落架机构相互成人字形展开，并支撑所述垂直起降飞行器树立在地面上，其中，在每一组的落架机构中，尾撑水平尾翼（10）设置在这一侧的起落架（5）的两个尾撑垂直尾翼（9）间，尾撑垂直尾翼（9）设置在起落架（5）的尾端。S2、所述垂直起降飞行器起飞后，两组起落架机构相互合拢。S3、在所述垂直起降飞行器进行低速和/或大迎角飞行时，机头推杆（13）向可移动机头（2）运动，并通过与机头连接杆（11）和机身对接滑槽（12）的连接关系，带动可移动机头（2）向前缘推出从而与机身（3）分离形成一条缝隙，其中，机头连接杆（11）顶端与可移动机头（2）固连，机身对接滑槽（12）固连在机身（3）顶端，机头连接杆（11）的尾端与机身对接滑槽（12）铰接，以便于机头连接杆（11）沿机身对接滑槽（12）滑动，机头推杆（13）的顶端与可移动机头（2）铰接，机头推杆（13）的尾端与机身（3）铰接，以便于机头推杆（13）沿机身（3）滑道伸出和收回。S4、在所述垂直起降飞行器进入高速巡航模式时，机头推杆（13）向机身（3）运动，并通过与机头连接杆（11）和机身对接滑槽（12）的连接关系，带动可移动机头（2）向机身（3）回收并对接，使得分离形成的缝隙闭合。本专利技术实施例提供的机尾坐立式的垂直起降飞行器及其控制方法，可移动机头、机身、前拉和后推进式螺旋桨动力系统、机身盖、方向舵及起落架。前拉式螺旋桨动力系统安装在机头，为飞行器提供主要升力，方向舵安装在机身尾部，后推进式螺旋桨动力系统设置在方向舵上方，在起降、悬停等传统舵面操纵效能不足时为方向舵提供有效来流速度，同时可移动机头向前缘推出与机身分离形成一条缝隙，以延缓气流层的分离，提高升力系数，高速巡航时，可移动机头与机身对接，同时机身盖闭合，将后推进式螺旋桨动力系统封闭在机身内形成与机身的随型结构，本专利技术结合变体尾撑式的起落架结构，具备三种气动调节方式，有效的提高了飞行器的飞行性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的可调节气动效能的机尾坐立式垂直起降飞行器地面停放轴侧视图；图2为本专利技术实施例提供的可调节气动效能的机尾坐立式垂直起降飞行器地面停放侧视图；图3为本专利技术实施例提供的机头与机身连接关系侧视图；图4为本专利技术实施例提供的可调节气动效能的机尾坐立式垂直起降飞行器巡航机身盖闭合状态示意图；图5为本专利技术实施例提供的可调节气动效能的机尾坐立式垂直起降飞行器巡航机身盖打开状态示意图；图6为本专利技术实施例提供的机头与机身连接关系轴侧视图；图7、8为本专利技术实施例提供的方法流程示意图；其中，1-前拉式螺旋桨动力系统、2-可移动机头、3-机身、4-方向舵、5-起落架、6-后推进式螺旋桨动力系统、7-机身盖、8-机身盖驱动机构、9-尾撑垂直尾翼、10-尾撑水平尾翼、11-机头连接杆、12-机身对接滑槽和13-机头推杆。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，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描述。下文中将详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。本专利技术实施例提供一种机尾坐立式的垂直起降飞行器的控制方法，如图7、8所示的，包括：S1、在静止状态中，在机身（3）的上下两侧，分别安装有两组起落架机构，两组起落架机构相互成人字形展开，并支撑所述垂直起降飞行器树立在地面上，其中，在每一组的落架机构中，尾撑水平尾翼（10）设置在这一侧的起落架（5）的两个尾撑垂直尾翼（9）间，尾撑垂直尾翼（9）设置在起落架（5）的尾端。S2、所述垂直起本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机尾坐立式的垂直起降飞行器的控制方法，其特征在于，包括：/nS1、在静止状态中，在机身（3）的上下两侧，分别安装有两组起落架机构，两组起落架机构相互成人字形展开，并支撑所述垂直起降飞行器树立在地面上，其中，在每一组的落架机构中，尾撑水平尾翼（10）设置在这一侧的起落架（5）的两个尾撑垂直尾翼（9）间，尾撑垂直尾翼（9）设置在起落架（5）的尾端；S2、所述垂直起降飞行器起飞后，两组起落架机构相互合拢；S3、在所述垂直起降飞行器进行低速和/或大迎角飞行时，机头推杆（13）向可移动机头（2）运动，并通过与机头连接杆（11）和机身对接滑槽（12）的连接关系，带动可移动机头（2）向前缘推出从而与机身（3）分离形成一条缝隙，其中，机头连接杆（11）顶端与可移动机头（2）固连，机身对接滑槽（12）固连在机身（3）顶端，机头连接杆（11）的尾端与机身对接滑槽（12）铰接，以便于机头连接杆（11）沿机身对接滑槽（12）滑动，机头推杆（13）的顶端与可移动机头（2）铰接，机头推杆（13）的尾端与机身（3）铰接，以便于机头推杆（13）沿机身（3）滑道伸出和收回；S4、在所述垂直起降飞行器进入高速巡航模式时，机头推杆（13）向机身（3）运动，并通过与机头连接杆（11）和机身对接滑槽（12）的连接关系，带动可移动机头（2）向机身（3）回收并对接，使得分离形成的缝隙闭合。/n...
【技术特征摘要】
1.一种机尾坐立式的垂直起降飞行器的控制方法，其特征在于，包括：
S1、在静止状态中，在机身（3）的上下两侧，分别安装有两组起落架机构，两组起落架机构相互成人字形展开，并支撑所述垂直起降飞行器树立在地面上，其中，在每一组的落架机构中，尾撑水平尾翼（10）设置在这一侧的起落架（5）的两个尾撑垂直尾翼（9）间，尾撑垂直尾翼（9）设置在起落架（5）的尾端；S2、所述垂直起降飞行器起飞后，两组起落架机构相互合拢；S3、在所述垂直起降飞行器进行低速和/或大迎角飞行时，机头推杆（13）向可移动机头（2）运动，并通过与机头连接杆（11）和机身对接滑槽（12）的连接关系，带动可移动机头（2）向前缘推出从而与机身（3）分离形成一条缝隙，其中，机头连接杆（11）顶端与可移动机头（2）固连，机身对接滑槽（12）固连在机身（3）顶端，机头连接杆（11）的尾端与机身对接滑槽（12）铰接，以便于机头连接杆（11）沿机身对接滑槽（12）滑动，机头推杆（13）的顶端与可移动机头（2）铰接，机头推杆（13）的尾端与机身（3）铰接，以便于机头推杆（13）沿机身（3）滑道伸出和收回；S4、在所述垂直起降飞行器进入高速巡航模式时，机头推杆（13）向机身（3）运动，并通过与机头连接杆（11）和机身对接滑槽（12）的连接关系，带动可移动机头（2）向机身（3）回收并对接，使得分离形成的缝隙闭合。
2.一种机尾坐立式的垂直起降飞行器，其特征在于，包括：前拉式螺旋桨动力系统（1）安装在可移动机头（2）的前缘；可移动机头（2）与机身（3）组合成为垂直起降飞行器的翼身一体化机体结构，翼身一体化机体结构的剖面为翼型形状，方向舵（4）设置在机身（3）尾缘；起落架（5）对称设置在机身（3）的上下两侧，在垂直起降飞行器起飞后，两侧的起落架（5）靠拢对接。
3.根据权利要求2所述的垂直起降飞行器，其特征在于，后推进式螺旋桨动力系统（6）设置在方向舵（4）与机身（...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏小辉，齐浩，曹世杰，李青洋，彭一明，聂宏，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，南京飞起科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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