一种部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器的制作方法

本发明涉及飞行器，特别是涉及一种部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器。

背景技术：

1、常见直升机主要采用涡轴发动机输出到主减速器带动一副固定主桨叶提供升力，主减速器再加一副尾桨叶平衡主桨叶带来的扭矩，实现小面积场地垂直起降。常见的倾转旋翼直升机，是通过两幅对称位置可倾转的旋翼实现飞行器的直升机模式和固定翼模式，当需要垂直起降时，倾转旋翼的桨盘面平行于地面，旋翼旋转提供升力。当需要往前快速飞行时，可通过短舱将倾转旋翼逐步改变角度，使其桨盘面与地面形成70°到90°夹角，类似固定翼飞机形成向前的推力，并提供一部分飞行器升力，实现前飞。

2、常规的倾转旋翼直升机在进行倾转时过程较慢，对速度要求高，当需要从直升机模式切换到固定翼模式时，需要有较大的平飞速度，应在直升机模式下进行较长时间加速，对应的，当需要从固定翼模式切换到直升机模式进行小面积场地着陆时，应提前较长时间的进行减速再进行倾转操作，这些结构设计形式以及飞行控制对飞行环境、着陆环境要求很高，难以满足复杂环境的应用需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，以解决上述现有技术存在的问题，在悬停态完全依靠发动机的垂直悬吊产生升力，在平飞态完全依靠机翼产生升力，在转换过渡态将二者结合，使得倾转翼在任意倾转角下飞行器均以最合理的工作机制飞行。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，包括飞行器机身及设置在所述飞行器机身上的前翼和后翼，所述前翼和所述后翼均包括与所述飞行器机身相连接的固定翼，所述固定翼远离所述飞行器机身的端部铰接有倾转翼，所述倾转翼的转动轴线水平向内延伸并垂直于所述飞行器的机身轴线，各所述倾转翼上均设有随其转动的螺旋桨，在几何上，所述螺旋桨的旋转轴一端设置在所述倾转翼上，另一端沿所述飞行器机身前进或升高的方向延伸，且所述旋转轴与所述倾转翼所在平面形成负夹角。

3、优选的，倾转翼的倾转角度的区间为[0,n]，n大于

4、优选的，所述前翼的整体长度大于所述后翼的整体长度，且各所述螺旋桨分别位于各所述倾转翼远离所述固定翼的端部，同前侧和同后侧的两所述螺旋桨的旋转方向均相反，对角线位置上的两所述螺旋桨的旋转方向相同，前、后侧的所述螺旋桨之间沿所述机身轴线方向的距离与同前侧两所述螺旋桨的间距相接近。

5、优选的，所述前翼和所述后翼整体均存在所需幅度的扭转，其扭转趋势为翼型安装角从翼根到翼梢递减。

6、优选的，所述前翼整体为前掠结构，其近翼根端前掠角为近翼梢端前掠角小于近翼根端的前掠角且大于零。

7、优选的，所述后翼整体为平直翼或切尖三角翼。

8、优选的，所述倾转翼的展向长度与所在所述螺旋桨旋转半径相匹配。

9、优选的，所述前翼沿竖直方向上位于所述后翼的下方。

10、优选的，整个所述飞行器在任意载重下以悬停态飞行时其重心与所有所述螺旋桨最大额定升力之和的等效升力中心重合。

11、优选的，所述前翼的固定翼处设有平衡舵，所述后翼的固定翼处设有升降舵。

12、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

13、在悬停态完全依靠发动机的垂直悬吊产生升力，在平飞态完全依靠机翼产生升力，在转换过渡态将二者结合，使得倾转翼在任意倾转角下飞行器均以最合理的工作机制飞行。

技术特征：

1.一种部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，其特征在于，包括飞行器机身及设置在所述飞行器机身上的前翼和后翼，所述前翼和所述后翼均包括与所述飞行器机身相连接的固定翼，所述固定翼远离所述飞行器机身的端部铰接有倾转翼，所述倾转翼的转动轴线水平向内延伸并垂直于所述飞行器的机身轴线，各所述倾转翼上均设有随其转动的螺旋桨，在几何上，所述螺旋桨的旋转轴一端设置在所述倾转翼上，另一端沿所述飞行器机身前进或升高的方向延伸，所述旋转轴与所述倾转翼所在平面之间形成负夹角。

2.根据权利要求1所述的部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，其特征在于，倾转翼的倾转角度的区间为[0,n]，n大于

3.根据权利要求1或2所述的部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，其特征在于，所述前翼的整体长度大于所述后翼的整体长度，且各所述螺旋桨分别位于各所述倾转翼远离所述固定翼的端部，同前侧和同后侧的两所述螺旋桨的旋转方向均相反，对角线位置上的两所述螺旋桨的旋转方向相同，前、后侧的所述螺旋桨之间沿所述机身轴线方向的距离与同前侧两所述螺旋桨的间距相接近。

4.根据权利要求3所述的部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，其特征在于，所述前翼和所述后翼整体均存在所需幅度的扭转，其扭转趋势为翼型安装角从翼根到翼梢递减。

5.根据权利要求4所述的部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，其特征在于，所述前翼整体为前掠结构，其近翼根端前掠角为近翼梢端前掠角小于近翼根端的前掠角且大于零。

6.根据权利要求5所述的部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，其特征在于，所述后翼整体为平直翼或切尖三角翼。

7.根据权利要求6所述的部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，其特征在于，所述倾转翼的展向长度与所在所述螺旋桨旋转半径相匹配。

8.根据权利要求7所述的部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，其特征在于，所述前翼沿竖直方向上位于所述后翼的下方。

9.根据权利要求8所述的部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，其特征在于，整个所述飞行器在任意载重下以悬停态飞行时其重心与所有所述螺旋桨最大额定升力之和的等效升力中心重合。

10.根据权利要求9所述的部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，其特征在于，所述前翼的固定翼处设有平衡舵，所述后翼的固定翼处设有升降舵。

技术总结
本发明公开的一种部分固定翼式翼发共转的可垂直起降飞行器，包括飞行器机身及设置在飞行器机身上的前翼和后翼，前翼和后翼均包括与飞行器机身相连接的固定翼，固定翼远离飞行器机身的端部铰接有倾转翼，倾转翼的转动轴线水平向内延伸并垂直于飞行器机身轴线，各倾转翼上均设有随其转动的螺旋桨，在几何上，螺旋桨的旋转轴一端设置在倾转翼上，另一端沿飞行器机身前进或升高的方向延伸，且旋转轴与倾转翼所在平面形成负夹角，在悬停态完全依靠发动机的垂直悬吊产生升力，在平飞态完全依靠机翼产生升力，在转换过渡态将二者结合，使得倾转翼在任意倾转角下飞行器均以最合理的工作机制飞行。

技术研发人员：刘品良
受保护的技术使用者：刘品良
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15