一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器制造技术

本发明专利技术提供了一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器，包括机身、上机翼、下机翼、动力系统、变距系统和组合式操纵舵面；飞行器采用尾座式加四旋翼飞行器的气动布局，在垂直起降、悬停和过渡阶段为四旋翼飞行器模式，在平飞阶段为固定翼飞行器模式；上机翼、下机翼分别设置在飞行器处于平飞状态时机身的上端、下端；动力系统为四组，分别设置在上机翼、下机翼的两侧；所述变距系统与所述动力系统一一对应设置，所述变距系统可以调整旋翼的桨距；所述组合式操纵舵面由四个操纵舵面组成，可兼具副翼、升降舵和方向舵功能。与其他的垂直起降固定翼飞行器相比，本发明专利技术具有操纵性高、可靠性高、飞行效率高、结构简单、重量轻和航程远等优点。航程远等优点。航程远等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器


[0001]本专利技术涉及飞行器
，具体涉及一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器。

技术介绍

[0002]在飞行器中，固定翼飞行器因具有飞行时间长和航程远的特点而被广泛应用。然而，固定翼飞行器在起飞和降落阶段一般均需要进行长距离滑行的跑道，这对其使用环境有较大的限制。
[0003]某些小型固定翼飞行器采用了弹射起飞或手抛起飞，降落伞辅助降落的方式，虽然不需要专门的跑道，但是在起飞时需要借助专门的弹射器或者经过专业训练的操作人员；在降落时，虽然降落伞能够减缓小型固定翼飞行器落地的冲击力，但是对飞行器仍有一定的损伤，显然也不是理想的起飞降落方式。
[0004]垂直起降固定翼飞行器虽然能够解决以上问题，但是也存缺点。具体的，现有的垂直起降固定翼飞行器主要包括以下几种形式：
[0005](1)第一种为倾转旋翼类型，如美国的V
‑
22“鱼鹰”倾转旋翼机，通过倾转旋翼或发动机使动力方向实现从水平到垂直的相互转换，动力方向为垂直时，可垂直起降和悬停，动力方向为水平时，可高速平飞。该类型飞行器的缺点是动力倾转机构会增加结构重量和复杂程度、降低可靠性，且控制难度大，容易发生飞行事故。
[0006](2)第二种为旋翼螺旋桨型，如纵横大鹏系列和远度科技灵隼系列无人机，飞行器同时具有水平位置和竖直位置的两套动力系统；在起飞和降落时，水平位置的旋翼旋转，产生向上的升力；在平飞时，竖直位置的螺旋桨旋转，产生向前的推力，依靠机翼产生升力。这种类型飞行器的缺点是在平飞阶段，水平位置的旋翼不需要旋转，不产生任何积极效果，反而增加了飞行器的重量，降低了飞行器的效率。
[0007](3)第三种为尾座式，通过偏转飞行器机身来使飞行器实现水平飞行和垂直起降的状态转换。这种类型飞行器的缺点是在垂直起降与悬停阶段，由于飞行速度较慢，再加上旋翼滑流作用的影响，操纵效率低，抗风性能差。此外，不论是在垂直起降阶段还是平飞阶段，飞行器都是利用同一套旋翼动力。然而，飞行器在垂直起降阶段，需要小桨距旋翼以产生较大的静拉力；在平飞阶段，需要大桨距旋翼以获得最大效率。因此，旋翼在垂直起降和平飞两种飞行状态下不都在最佳工作状态，整体效率低、续航性能差。

技术实现思路

[0008]本专利技术目的在于提供一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器，具体技术方案如下：
[0009]一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器，包括机身、上机翼、下机翼、动力系统、变距系统和组合式操纵舵面；
[0010]所述上机翼设置在所述飞行器处于平飞状态时机身的上端，所述下机翼设置在所
述飞行器处于平飞状态时机身的下端；
[0011]所述动力系统的数量为四组，其中两组设置在所述上机翼的两侧，且位于所述飞行器处于平飞状态时上机翼的前缘；另外两组设置在所述下机翼的两侧，且位于所述飞行器处于平飞状态时下机翼的前缘；每组所述动力系统均包括旋翼和动力部件；相邻所述旋翼的旋转方向相反；
[0012]所述变距系统的数量为四组，且与所述动力系统一一对应设置；所述动力部件通过所述变距系统连接所述旋翼；
[0013]所述组合式操纵舵面由四个可被独立控制的操纵舵面组成，其中两个操纵舵面设置在所述上机翼的两侧，且位于所述飞行器处于平飞状态时上机翼的后缘；另外两个操纵舵面设置在所述下机翼的两侧，且位于所述飞行器处于平飞状态时下机翼的后缘。
[0014]可选的，在每组所述动力系统中，所述旋翼均包括转轴、桨毂和叶片；所述桨毂的数量为两个，且对称设置在所述转轴的两端；所述叶片的数量为两个，且分别连接在所述桨毂远离所述转轴的端部；所述动力部件通过所述变距系统连接所述桨毂。
[0015]可选的，每组所述变距系统均包括第一舵机、舵盘、第一连接杆、摇臂、第一变距连接架、第二变距连接架和第二连接杆；
[0016]所述第一舵机和所述第一变距连接架均设置在所述上机翼上或所述下机翼上；所述舵盘的一端与所述第一舵机连接，而另一端与所述第一连接杆的一端铰接；所述第一连接杆的另一端与所述摇臂的一端铰接，所述摇臂的另一端与所述第二变距连接架铰接；所述摇臂的中部与所述第一变距连接架连接；
[0017]所述第二变距连接架套设在所述动力部件的输出轴上，且其端部通过所述第二连接杆与所述桨毂连接。
[0018]可选的，所述组合式操纵舵面中的每个操纵舵面均包括舵面和第二舵机，所述第二舵机设置在所述上机翼上或所述下机翼上，且其输出端与所述舵面连接，可带动所述舵面转动。
[0019]可选的，所述的具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器还包括起落架，所述起落架的数量为四个，其中两个设置在所述上机翼的两侧，且位于所述飞行器处于平飞状态时上机翼的后缘的两端端部；另外两个设置在所述下机翼的两侧，且位于所述飞行器处于平飞状态时下机翼的后缘的两端端部。
[0020]应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
[0021]本专利技术所述具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器，相较于其他的可垂直起降固定翼飞行器，具有以下优点：第一、设计了尾座式加四旋翼飞行器的气动布局，本飞行器在垂直起降、悬停以及过渡阶段为四旋翼飞行器模式，该阶段不需要通过控制操纵舵面来控制飞行器的姿态，而是像四旋翼飞行器一样，通过分别控制上、下机翼所安装旋翼的转速，控制四个旋翼产生升力的大小，从而控制飞行器的姿态，提高了飞行器的操纵性和可靠性；第二、设计了可兼具副翼、升降舵和方向舵功能的组合式操纵舵面，取消了尾翼，具有结构简单、重量轻和航程远的优点；第三、通过控制组合式操纵舵面或上机翼、下机翼所安装旋翼的转速，均可以控制飞行器的俯仰和偏航，当组合式操纵舵面的控制或旋翼转速的控制发生故障时，仍可以操纵飞行器，具有安全性高的优点；第四、设计了变距系统，可以根据飞行状态的变化调整桨距，使旋翼始终保持在最佳效率状态下工作，提高了飞行器的
效率，增大了飞行器的航时。
[0022]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0023]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0024]图1是本专利技术实施例1中的一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器的立体结构示意图；
[0025]图2是图1中的变距系统的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例1中的一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器在垂直起飞和垂直降落阶段的结构示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例1中的一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器在平飞前调整阶段和降落前调整阶段的结构示意图；
[0028]图5是是本专利技术实施例1中的一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器在平飞阶段的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器，其特征在于，包括机身(1)、上机翼(2)、下机翼(3)、动力系统(4)、变距系统(5)和组合式操纵舵面(6)；所述上机翼(2)设置在所述飞行器处于平飞状态时机身(1)的上端，所述下机翼(3)设置在所述飞行器处于平飞状态时机身(1)的下端；所述动力系统(4)的数量为四组，其中两组设置在所述上机翼(2)的两侧，且位于所述飞行器处于平飞状态时上机翼(2)的前缘；另外两组设置在所述下机翼(3)的两侧，且位于所述飞行器处于平飞状态时下机翼(3)的前缘；每组所述动力系统(4)均包括旋翼和动力部件(4.4)；相邻所述旋翼的旋转方向相反；所述变距系统(5)的数量为四组，且与所述动力系统(4)一一对应设置；所述动力部件(4.4)通过所述变距系统(5)连接所述旋翼；所述组合式操纵舵面(6)由四个可被独立控制的操纵舵面组成，其中两个操纵舵面设置在所述上机翼(2)的两侧，且位于所述飞行器处于平飞状态时上机翼(2)的后缘；另外两个操纵舵面设置在所述下机翼(3)的两侧，且位于所述飞行器处于平飞状态时下机翼(3)的后缘。2.根据权利要求1所述的具有组合式操纵舵面的尾座式四变距旋翼飞行器，其特征在于，在每组所述动力系统(4)中，所述旋翼均包括转轴(4.1)、桨毂(4.2)和叶片(4.3)；所述桨毂(4.2)的数量为两个，且对称设置在所述转轴(4.1)的两端；所述叶片(4.3)的数量为两个，且分别连接在所述桨毂(4.2)远离所述转轴(4.1)的端部；所述动力部件(4.4)通过所述变距系统(5)连接所述桨毂(4.2)。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建波，朱俊杰，陈律，江游，李焯晨，沈宇峰，张锐，贺东京，
申请(专利权)人：长沙航空职业技术学院空军航空维修技术学院，
类型：发明
国别省市：