一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器及其控制方法技术方案

本公开涉及一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器及其控制方法，包括机身、机翼和尾翼，还包括组合倾转动力系统和组合固定动力系统；机翼固定设置于机身中部的两侧，尾翼设置于机身的尾部；组合倾转动力与组合固定动力对应设置于机翼的前后两侧；前动力系统为组合倾转动力系统，后动力系统为组合固定动力系统，组合倾转动力系统还设置有可变距螺旋桨。本公开解决了现有复合翼飞行器飞行过程中部分动力系统不工作导致飞行时阻力过大飞行器总重大等问题，以及还会出现复合翼布局的飞行器平飞速度和航程性能均较弱的问题。本公开的可倾转动力系统的垂直起降飞行器的结构相对简单，维护成本较低，使用性能更加可靠，更具有安全性，可以满足多种使用需求，便于推广使用。便于推广使用。便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器及其控制方法


[0001]本公开涉及航空运输
，尤其涉及一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器及其控制方法。

技术介绍

[0002]传统垂直起降的直升机多用于城市内和城际间的通勤、物流运输、应急救援等。但由于其机械结构复杂、维护困难、维护成本较高且使用成本也较高，导致其很难作为一种公共交通工具被广泛使用。为了能普及使用，产出了一系列电动垂直起降的固定翼飞行器，其中复合翼飞行器具备直升机的垂直起降能力，也具备固定翼飞机的高速水平飞行能力，但该种飞行器还伴随着起飞总重大、飞行过程中升力旋翼动力系统不工作造成飞行时阻力大等问题，导致复合翼布局的飞行器平飞和航程性能均较弱的问题。因此，为解决上述问题，本申请提出一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器及其控制方法。

技术实现思路

[0003]本公开提出了一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器及其控制方法。
[0004]根据本公开的一方面，提供了一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器，包括机身、机翼和尾翼，还包括：组合倾转动力系统和组合固定动力系统；所述机翼固定设置于所述机身中部的两侧，所述尾翼设置于所述机身的尾部；所述组合倾转动力系统与所述组合固定动力系统对应设置于所述机翼的前后两侧，所述组合倾转动力系统为前动力系统，所述组合固定动力系统为后动力系统；所述组合倾转动力系统包括可变距螺旋桨，所述组合固定动力系统包括不可变距螺旋桨。
[0005]优选地，所述组合倾转动力系统的倾转角度为0至90度，所述组合倾转动力系统倾转至90度时与所述机身轴线垂直，所述组合倾转动力系统倾转至0度时与所述机身轴线处于水平位置。
[0006]优选地，所述组合固定动力系统始终与所述机身轴线保持在水平位置。
[0007]优选地，所述前动力系统包括若干偶数个独立运行的电机，所述组合倾转动力系统完成倾转操作和调整桨距操作；若干偶数个所述独立运行的电机分别设置有所述变距螺旋桨。
[0008]优选地，所述组合固定动力系统的电机分别设置有不可变距螺旋桨，所述电机驱动的螺旋桨，相邻的所述螺旋桨的旋转方向相反；优选地，所述尾翼设置有两片活动舵面，所述两片活动舵面完成偏航和俯仰操作；所述机翼设置有副翼，所述副翼调整飞行器的滚转角。
[0009]优选地，还包括可收放轮式起落架，所述可收放轮式起落架完成折叠操作和展开操作。
[0010]根据本公开的另一方面，提供了一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器控制方
法，控制上述权利要求所述的飞行器，包括：S110、怠速自检，可倾转动力系统竖直向上，为后续爬升飞行做准备；S120、垂直起飞，飞行器进行所述垂直爬升操作时，同时启动所述组合倾转动力系统和所述组合固定动力系统，所述不可变距螺旋桨在组合固定动力系统的作用下进行旋转，所述组合倾转动力系统和所述组合固定动力系统提供垂直向上的拉力，使得飞行器离开地面，并在指定的高空位置悬停；S130、飞行器加速运行，当飞行器到达指定高空位置后，调整飞行器的姿态，使拉力产生水平方向上的分量，此时的飞行器获得所述设定方向的水平加速度；当飞行器到达指定速度后，所述组合倾转动力系统带动所述变距螺旋桨从90度倾转角度旋转至0度位置，并继续保持组合倾转动力系统的变距螺旋桨旋转运作，所述组合固定动力系统在所述组合倾转动力系统到达0度位置时停止运行，所述不可变距螺旋桨在此时停止旋转运作并定位在顺气流位置，减小飞行器水平运行的阻力；S140、飞行器降落，所述飞行器在降落前逐渐减速，并带动所述组合倾转动力系统从0度位置倾转至90度垂直于所述机身的轴线位置后，所述组合固定动力系统带动所述不可变距螺旋桨运行，通过调整所述组合倾转动力系统和所述组合固定动力系统的动力输出，飞行器调整姿态和位置，使飞行器与降落点对准，并下降，此时飞行器降落在指定地点。
[0011]优选地，在所述步骤S130中，所述组合倾转动力系统的可变距螺旋桨与所述组合固定动力系统的不可变距螺旋桨中，相邻的螺旋桨的旋转方向均相反。
[0012]优选地，在所述步骤S130中，所述机翼与所述尾翼配合所述前动力系统调整飞行器在高速平飞时的姿态和速度。
[0013]在本公开实施例中，提供的一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器及其控制方法，解决了现有复合翼垂直起降飞行器总重大、飞行过程中升力螺旋桨不工作以及飞行时阻力大等并导致飞行器平飞速度和航程性能均弱的问题。本公开的可倾转动力系统的垂直起降飞行器的结构相对简单，维护成本较低，使用性能更加可靠，更具有安全性，可以满足多种使用需求，便于推广使用。
[0014]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。
[0015]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
[0016]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
[0017]图1示出根据本公开可倾转动力系统的垂直起降飞行器垂直起飞或降落状态的示意图；图2示出根据本公开可倾转动力系统的垂直起降飞行器平行运行时的示意图；图3示出根据本公开可倾转动力系统的垂直起降飞行器的机翼的示意图；图4示出根据本公开可倾转动力系统的垂直起降飞行器的尾翼左偏的示意图；图5示出根据本公开可倾转动力系统的垂直起降飞行器的尾翼右偏的示意图；
图6示出根据本公开可倾转动力系统的垂直起降飞行器的尾翼上仰的示意图；图7示出根据本公开可倾转动力系统的垂直起降飞行器的尾翼下俯的示意图；图8示出根据本公开可倾转动力系统的垂直起降飞行器的螺旋桨旋转状态的示意图；图9示出根据本公开可倾转动力系统的垂直起降飞行器控制方法的机翼的流程图；附图标记：1
‑
机身；2
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机翼；21
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副翼；3
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尾翼；31
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活动舵面；4
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组合倾转动力系统；41
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可变距螺旋桨；5
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组合固定动力系统；51
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不可变距螺旋桨；6
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可收放轮式起落架。
具体实施方式
[0018]以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0019]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0020]本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器，包括机身（1）、机翼（2）和尾翼（3），其特征在于，还包括：组合倾转动力系统（4）和组合固定动力系统（5）；所述机翼（2）固定设置于所述机身（1）中部的两侧，所述尾翼（3）设置于所述机身（1）的尾部；所述组合倾转动力系统（4）与所述组合固定动力系统（5）对应设置于所述机翼（2）的前后两侧，所述组合倾转动力系统（4）为前动力系统，所述组合固定动力系统（5）为后动力系统；所述组合倾转动力系统（4）包括可变距螺旋桨（41），所述组合固定动力系统（5）包括不可变距螺旋桨（51）。2.根据权利要求1所述的可倾转动力系统的垂直起降飞行器，其特征在于，所述组合倾转动力系统（4）的倾转角度为0至90度，所述组合倾转动力系统（4）倾转至90度时与地面垂直，所述组合倾转动力系统（4）倾转至0度时与所述机身（1）轴线处于水平位置。3.根据权利要求2所述的可倾转动力系统的垂直起降飞行器，其特征在于，所述组合固定动力系统（5）始终与所述机身（1）轴线保持在水平位置。4.根据权利要求3所述的可倾转动力系统的垂直起降飞行器，其特征在于，所述组合倾转动力系统（4）包括若干偶数个独立运行的电机，所述组合倾转动力系统（4）完成倾转操作和调整桨距操作；若干偶数个所述独立运行的电机分别设置有所述变距螺旋桨（41）。5.根据权利要求4所述的可倾转动力系统的垂直起降飞行器，其特征在于，所述所述组合固定动力系统（5）包括偶数个电机，相邻的所述电机的旋转方向相反；所述所述组合固定动力系统（5）的电机分别设置有不可变距螺旋桨（51）。6.根据权利要求1所述的可倾转动力系统的垂直起降飞行器，其特征在于，所述尾翼（3）设置有两片活动舵面（31），所述两片活动舵面（31）完成偏航和俯仰操作；所述机翼(2)设置有副翼（21），所述副翼（21）调整飞行器的滚转角。7.根据权利要求1所述的可倾转动力系统的垂直起降飞行器，其特征在于，还包括可收放轮式起落架（6），所述可收放轮式起落架（6）完成折叠操作和展开操作。8.一种可倾转动力系统的垂直起降飞行器控...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱杰，陈恩时，
申请(专利权)人：上海柘飞航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：