一种具有两个倾转螺桨的飞机姿态平衡调节方法技术

本发明专利技术公开了一种具有两个倾转螺桨的飞机姿态平衡调节方法，所述飞机姿态平衡调节方法是在靠近尾翼的机身上设置有涵道，所述涵道内设置了具有同步变距功能和周期变距功能的涵道风扇；利用两个倾转螺桨即左、右倾转螺桨和涵道风扇之间构成三角形升力面，通过调节左、右倾转螺桨以及涵道风扇的工作状态，从而对飞机姿态平衡进行调节的。本发明专利技术能保证飞机在垂直起降、悬停和螺桨倾转期间都具有很大的平衡稳定控制裕度，避免了飞机因出现俯仰、左右倾斜和自旋等现象最终导致失稳问题的发生，保证了飞机的飞行安全且该调节方法简单实用，没有过多的增加额外控制部件，避免了飞机布局结构的复杂化，保证了飞机的飞行性能。保证了飞机的飞行性能。保证了飞机的飞行性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有两个倾转螺桨的飞机姿态平衡调节方法


[0001]本专利技术涉及一种飞机姿态平衡调节的方法，尤其涉及一种具有两个倾转螺桨的飞机姿态平衡调节方法，属于飞行器


技术介绍

[0002]倾转螺桨飞机是一种将固定翼飞机和直升机融为一体的新型飞行器。倾转螺桨飞机既具有普通直升机垂直起降和空中悬停的能力，又具有涡轮螺旋桨飞机的高速飞行的能力。
[0003]具有两个倾转螺桨的飞机是在类似固定翼飞机机翼的两翼尖处，各装一套可在水平位置与垂直位置之间转动的旋翼倾转系统组件，当飞机垂直起飞和着陆时，旋翼轴垂直于地面，呈横列式直升机飞行状态，并可在空中悬停、前后飞行和侧飞。
[0004]但是，具有两个倾转螺桨的飞机存在一个很大的缺陷，即在垂直起降、空中悬停和螺桨倾转时，飞机经常出现俯仰、左右倾斜和自旋等问题，危害飞机飞行安全，发生事故。这是因为现有的具有两个倾转螺桨的飞机姿态平衡稳定的控制裕度很小，飞机的姿态平衡很难控制。针对这个技术问题，目前的改进方法主要是增加多个螺桨。不过，具有多螺桨倾转功能的飞机现阶段也处于研究中，未见有成熟的产品问世。显然，螺桨数量多可以改善垂直起降的功能，但考虑到结构和控制问题，在空中不宜所有螺桨都进行倾转，所以多螺桨组合在飞机平台上不仅使飞机的布局结构更为复杂，而且对飞机的飞行性能影响很大。
[0005]经过检索，找到以下相关的专利文献：一、申请公布号为CN103832583A，申请公布日为2014年6月4日的中国专利技术专利申请公开了一种带有平衡风扇、可以倾斜旋翼的飞机,包括机身和固定机翼,固定机翼两端分别设置有可变桨距的共轴反转双旋翼，且该旋翼可倾转,机身头部设置有前升力平衡风扇,机身尾部和中部之间的横梁内部设置有后升力平衡风扇,机身头部呈扁平状,从而利于前升力平衡风扇的安装,平衡风扇带有可以改变吹风角度的调节装置,且平衡风扇的叶片桨距可变。
[0006]二、申请公布号为CN107042885A，申请公布日为2017年8月15日的中国专利技术专利申请公开了一种采用风扇涵道结构控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，包括机身、横向设置在所述机身中部两侧的左、右机翼、分别设置在所述左、右机翼的端部上的左、右旋翼以及设置在所述机身的尾部上的尾翼；在所述机身的尾部沿机身轴向间隔开设有一纵向风扇涵道和一横向风扇涵道，所述纵向风扇涵道的中心轴线垂直于机身轴线且沿纵向贯通所述机身的尾部，在所述纵向风扇涵道内设置有一与所述倾转旋翼机的飞行控制系统连接的用于产生垂直于所述机身轴线的纵向推力的纵向螺旋桨机构，所述横向风扇涵道的中心轴线垂直于机身轴线且沿横向贯通所述机身的尾部，在所述横向风扇涵道内设置有一与所述倾转旋翼机的飞行控制系统连接的用于产生垂直于所述机身轴线的横向推力的横向螺旋桨机构。
[0007]上述专利文献中的飞机平衡由风扇和旋翼共同控制,从而达到直升飞机的飞行状态。但是，在上述专利文献中，并不能解决当飞机左、右两侧负载不平衡时发生的飞机左右
倾斜问题。且上述专利文献中的飞机增加了两个平衡风扇，使得飞机的布局结构更为复杂，对飞机的飞行性能影响很大。
[0008]综上，急需解决的技术问题是设计一种具有两个倾转螺桨的飞机姿态平衡调节方法，使其能保证飞机在垂直起降、悬停和螺桨倾转期间都具有很大的平衡稳定控制裕度，避免飞机因出现俯仰、左右倾斜和自旋等现象最终导致失稳问题的发生，保证飞机的飞行安全；同时，该调节方法不能过多的增加额外控制部件，以避免导致飞机的布局结构复杂化，影响飞机的飞行性能。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种具有两个倾转螺桨的飞机姿态平衡调节方法，其能保证飞机在垂直起降、悬停和螺桨倾转期间都具有很大的平衡稳定控制裕度，避免了飞机因出现俯仰、左右倾斜和自旋等现象最终导致失稳问题的发生，保证了飞机的飞行安全且该调节方法简单实用，没有过多的增加额外控制部件，避免了飞机布局结构的复杂化，保证了飞机的飞行性能。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种具有两个倾转螺桨的飞机姿态平衡调节方法，所述飞机姿态平衡调节方法是在靠近尾翼的机身上设置有涵道，所述涵道内设置了具有同步变距功能和周期变距功能的涵道风扇；利用两个倾转螺桨即左、右倾转螺桨和涵道风扇之间构成三角形升力面，通过调节左、右倾转螺桨以及涵道风扇的工作状态，从而对飞机姿态平衡进行调节的。
[0011]优选的，所述调节左、右倾转螺桨以及涵道风扇的工作状态，是通过调节左、右倾转螺桨以及涵道风扇的总距、调节涵道风扇的周期变距和调节左、右倾转螺桨角位差，从而对左、右倾转螺桨以及涵道风扇的升力、涵道风扇的偏置力矩和左、右倾转螺桨产生的力偶进行调节，用以抵消飞机出现俯仰、左右倾斜和自旋趋势，从而对飞机姿态平衡进行调节的。
[0012]优选的，当飞机产生抬头的俯仰趋势时，通过对左、右倾转螺桨的叶片和涵道风扇的叶片的总距进行调节，改变左、右倾转螺桨和涵道风扇的升力大小，对飞机的俯仰趋势进行控制。
[0013]优选的，当飞机产生左、右倾斜趋势时，通过对左、右倾转螺桨的叶片的总距进行调节，改变左、右倾转螺桨的升力大小，对飞机的左、右倾斜姿态进行主调节；同时，对涵道风扇的叶片进行周期变距，使得涵道风扇产生偏心升力，利用所述偏心升力产生一个偏置力矩D，最终通过这个偏置力矩D对飞机的左、右倾斜姿态进行辅助调节，从而对飞机的左、右倾斜趋势进行控制。
[0014]优选的，当飞机产生自旋趋势时，通过将左倾转螺桨和右倾转螺桨分别进行前倾和后倾的调节，使得左倾转螺桨和右倾转螺桨产生角位差，此时，左倾转螺桨和右倾转螺桨会产生水平方向的分力，利用这对分力产生与飞机自旋方向相反的力偶，用以平衡自旋力矩，从而对飞机的自旋趋势进行控制。
[0015]优选的，所述左倾转螺桨和右倾转螺桨能够垂直状态工作，也可以从垂直状态向前倾转90
°
呈水平状态或从垂直状态向后倾转10
°
的范围。
[0016]优选的，在所述涵道的上端口处设置有可以开、关的风门，所述涵道的下端口处设
置有可以开、关的多个整流叶片，涵道风扇设置在位于风门和整流叶片之间的涵道内部；当涵道风扇工作时，风门和多个整流叶片均处于打开状态，多个整流叶片打开时，每个整流叶片均处于垂直状态，从而利用多个整流叶片使涵道风扇的排风均匀垂直地向下喷流。
[0017]优选的，当涵道风扇不工作时，风门和多个整流叶片均处于关闭状态，使得涵道的上端口和下端口处的外表面与飞机机身的外表面保持平整光顺。
[0018]优选的，当飞机处于悬停状态，遇有横向来风时，则将机身向来风方向倾斜，以产生一指向来风方向的横向分力来抵御风力，防止飞机出现横飘现象。
[0019]本专利技术的有益效果在于：本专利技术能避免飞机因出现俯仰、左右倾斜和自旋等现象最终导致失稳问题的发生，保证了飞机姿态的平衡。这种调节方法可显著地提高飞机姿态平衡的可操控性和安全稳定性，使飞机在垂直起降、悬停和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有两个倾转螺桨的飞机姿态平衡调节方法，其特征在于：所述飞机姿态平衡调节方法是在靠近尾翼的机身上设置有涵道，所述涵道内设置了具有同步变距功能和周期变距功能的涵道风扇；利用两个倾转螺桨即左、右倾转螺桨和涵道风扇之间构成三角形升力面，通过调节左、右倾转螺桨以及涵道风扇的工作状态，从而对飞机姿态平衡进行调节的。2.根据权利要求1所述的飞机姿态平衡调节方法，其特征在于：所述调节左、右倾转螺桨以及涵道风扇的工作状态，是通过调节左、右倾转螺桨以及涵道风扇的总距、调节涵道风扇的周期变距和调节左、右倾转螺桨角位差，从而对左、右倾转螺桨以及涵道风扇的升力、涵道风扇的偏置力矩和左、右倾转螺桨产生的力偶进行调节，用以抵消飞机出现俯仰、左右倾斜和自旋趋势，从而对飞机姿态平衡进行调节的。3.根据权利要求2所述的飞机姿态平衡调节方法，其特征在于：当飞机产生抬头的俯仰趋势时，通过对左、右倾转螺桨的叶片和涵道风扇的叶片的总距进行调节，改变左、右倾转螺桨和涵道风扇的升力大小，对飞机的俯仰趋势进行控制。4.根据权利要求2所述的飞机姿态平衡调节方法，其特征在于：当飞机产生左、右倾斜趋势时，通过对左、右倾转螺桨的叶片的总距进行调节，改变左、右倾转螺桨的升力大小，对飞机的左、右倾斜姿态进行主调节；同时，对涵道风扇的叶片进行周期变距，使得涵道风扇产生偏心升力，利用所述偏心升力产生一个偏置力矩D，最终通过这个偏置力矩D对飞机的左、右倾斜姿态进行辅助调节，从而对飞机的左、右倾斜趋势进行控制。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李召祥，夏光耀，
申请(专利权)人：株洲格斯特动力机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：