涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器，屬于航空航天領(lǐng)域。包括機身、機尾和前機翼，所述前機翼對稱安裝在機身兩側(cè)，所述前機翼的翼尖上均安裝可90°轉(zhuǎn)動的可傾轉(zhuǎn)螺旋翼，所述機身上設(shè)有涵道，涵道內(nèi)安裝涵道螺旋槳；所述前機翼后緣安裝副翼。本實用新型在翼尖螺旋槳傾轉(zhuǎn)過程中，通過提高機身內(nèi)部涵道螺旋槳的轉(zhuǎn)速增加飛行器的升力補給，提高飛行器在轉(zhuǎn)換模式過程中的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，有效降低飛行事故率。同時，通過調(diào)整涵道螺旋槳的轉(zhuǎn)速，還便于對飛行器的飛行姿態(tài)進行快速調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的飛行環(huán)境；在涵道的端口上活動安裝端蓋，在飛行器巡航模式下閉合涵道，可減小平飛阻力，提高飛行速度和效率。
【專利說明】涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種傾轉(zhuǎn)飛行器，具體講是一種涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器，屬于航空航天領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，飛行器主要分為直升機和固定翼飛機兩大類。直升機具有優(yōu)越的低速低空性能，但是效率較低；固定翼飛機飛行半徑大，效率高，但是低空低速性能較差，對機場條件要求較高。因此結(jié)合這兩類飛行器的優(yōu)點將直升機的垂直起降與懸停性能以及固定翼飛機的高速巡航性能結(jié)合起來，成為了當前飛行器研宄的重點方向。
[0003]2007年美國海軍陸戰(zhàn)隊開始裝備由美國貝爾公司和波音公司聯(lián)合設(shè)計制造的V-22 “魚鷹”式傾轉(zhuǎn)旋翼機。V-22的機體結(jié)構(gòu)大部分采用新型復(fù)合材料，它的兩個旋轉(zhuǎn)螺旋槳各有3片槳葉，兩副旋翼反向旋轉(zhuǎn)并且可以折疊。V-22的固定機翼為懸臂式上單翼，等剖面翼型，略微前掠，并可90°轉(zhuǎn)動放置。當飛機垂直起飛和著陸時，旋翼軸垂直于地面，呈橫列式直升機飛行狀態(tài)，并可在空中懸停、前后飛行和側(cè)飛；在傾轉(zhuǎn)旋翼機起飛達到一定速度后，旋翼軸可向前傾轉(zhuǎn)90°角，呈水平狀態(tài)，旋翼當作拉力螺旋槳使用，此時傾轉(zhuǎn)旋翼機能像固定翼飛機那樣以較高的速度作遠程飛行。V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機融合了直升機與固定翼飛機的優(yōu)點，它既具有普通直升機垂直起降和空中懸停的能力，又具有渦輪螺旋槳飛機的高速巡航飛行的能力。但其在正式投入使用以來事故頻發(fā)，特別其在直升機模式與巡航模式相互轉(zhuǎn)換過程中，易出現(xiàn)升力不足的現(xiàn)象，導(dǎo)致傾轉(zhuǎn)旋翼機的整體穩(wěn)定性較差，引起飛行事故。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種能保證飛行器在直升機模式與巡航模式相互轉(zhuǎn)換過程的升力持續(xù)補給，確保飛行安全的涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器，包括機身、機尾和前機翼，所述前機翼對稱安裝在機身兩側(cè)，所述前機翼的翼尖上均安裝可90°轉(zhuǎn)動的可傾轉(zhuǎn)螺旋翼，其特征在于:所述機身上設(shè)有涵道，涵道內(nèi)安裝涵道螺旋槳；所述前機翼后緣安裝副翼。
[0006]本實用新型中，所述機身兩側(cè)對稱安裝后機翼；所述后機翼的翼尖上均安裝可90°度轉(zhuǎn)動的可傾轉(zhuǎn)螺旋翼，所述后機翼后緣安裝副翼。
[0007]本實用新型中，所述涵道位于前機翼和后機翼之間，所述涵道的端口上活動安裝端蓋。
[0008]本實用新型中，所述可傾轉(zhuǎn)螺旋翼包括翼尖螺旋槳、短艙、驅(qū)動電機、連桿和機翼舵機，所述翼尖螺旋槳固定連接驅(qū)動電機，驅(qū)動電機固定在短艙內(nèi)，短艙連接連桿的一端，連桿的另一端與機翼舵機連接，所述機翼舵機通過連桿控制短艙傾轉(zhuǎn)。
[0009]本實用新型中，所述涵道螺旋槳為上下兩副共軸反轉(zhuǎn)螺旋槳。
[0010]本實用新型中，所述機尾包括垂尾和平尾，所述垂尾一端固定連接機身，另一端與平尾垂直連接；所述垂尾上安裝方向舵，平尾上安裝升降舵。
[0011]本實用新型的有益效果在于:(I)、本實用新型在翼尖螺旋槳傾轉(zhuǎn)過程中，通過提高機身內(nèi)部涵道螺旋槳的轉(zhuǎn)速增加飛行器的升力補給，提高飛行器在轉(zhuǎn)換模式過程中的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，有效降低飛行事故率；同時，通過調(diào)整涵道螺旋槳的轉(zhuǎn)速，還便于對飛行器的飛行姿態(tài)進行快速調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的飛行環(huán)境；(2)、通過操縱前機翼內(nèi)的舵機對翼尖短艙以及螺旋槳進行轉(zhuǎn)動可以實現(xiàn)飛行器由直升機/懸停模式轉(zhuǎn)向飛機/巡航模式，擴大了飛行器的應(yīng)用范圍；通過傾轉(zhuǎn)后機翼翼尖短艙，可以更進一步加快飛行器飛行模式轉(zhuǎn)換時間和穩(wěn)定性，以保證飛行器的飛行安全；(3)、涵道螺旋槳采用上下兩副共軸反轉(zhuǎn)螺旋槳，通過調(diào)整兩副共螺旋槳不同的轉(zhuǎn)速可實現(xiàn)不同的動力補給，進一步改善飛行器在飛行模式轉(zhuǎn)換過程中的安全性和穩(wěn)定性；(4)在涵道的端口上活動安裝端蓋，在飛行器巡航模式下閉合涵道，可減小平飛阻力，提高飛行速度和效率；(5)、本實用新型飛行器可以垂直起降且能高速巡航，對起飛著陸場地要求低，航程較一般多旋翼飛行器長，可廣泛適用于邊境偵察、監(jiān)控等領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器傾轉(zhuǎn)過程示意圖；
[0014]圖3為本實用新型涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器前飛示意圖；
[0015]圖4為本實用新型涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器左視圖；
[0016]圖5為本實用新型涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器正視圖；
[0017]圖6為本實用新型涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器前飛時左視圖；
[0018]圖7為本實用新型共軸反轉(zhuǎn)涵道螺旋槳結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖8為本實用新型翼尖傾轉(zhuǎn)螺旋槳結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖9為本實用新型翼尖螺旋槳垂直狀態(tài)透視圖；
[0021]圖10為本實用新型翼尖螺旋槳水平狀態(tài)透視圖；
[0022]圖11為本實用新型控制系統(tǒng)框架圖；
[0023]圖中:1-機身，2-前機翼，3-支架，4-涵道螺旋槳，5-短艙，6_翼尖螺旋槳，7_整流罩，8-垂尾，9-平尾，10-升降航，11_方向航，12-后機翼，13-副翼，14-起落架，15-涵道端蓋，16-連接桿，17-連接件，18-機翼舵機，19-驅(qū)動電機，20-連桿。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0025]如圖1、4、5和6所示，本實用新型涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器，包括機身1，機身I的前部左右兩側(cè)分別安裝前機翼2，機身I的后部左右兩側(cè)分別安裝后機翼12，前機翼2、后機翼12的后緣均安裝副翼13 ;前機翼2、后機翼12的兩側(cè)翼尖處分別安裝短艙5，短艙5內(nèi)固定安裝驅(qū)動電機19，驅(qū)動電機19與翼尖螺旋槳6固定連接，翼尖螺旋槳6上部安裝整流罩7，翼尖螺旋槳6為3片槳葉。機身I頂部設(shè)有涵道，涵道位于前機翼2、后機翼12之間，涵道螺旋槳4通過機架3固定安裝在涵道內(nèi)；各驅(qū)動電機和機翼舵機18均電連接飛行器控制系統(tǒng)；驅(qū)動短艙5由機翼內(nèi)機翼舵機18 (圖中未顯示)控制，可以在水平位置與垂直位置之間轉(zhuǎn)動(即可向飛行器前進方向90°轉(zhuǎn)動)，從而帶動翼尖螺旋槳6傾轉(zhuǎn)。本實施例中，所有驅(qū)動電機均采用無刷電機。
[0026]機尾包括垂尾8和平尾9，垂尾8—端固定連接機身I，另一端連接平尾9，垂尾8與機身1、平尾9相互垂直，垂尾8的后部設(shè)置方向舵11，方向舵11連接舵機，舵機連接控制系統(tǒng)；平尾9的后部安裝升降舵10，升降舵10連接受控于舵機，舵機電連接控制系統(tǒng)。
[0027]機身I底部安裝起落架14。
[0028]如圖2所示，飛行器由直升機模式向巡航模式轉(zhuǎn)換時舵機驅(qū)動短艙5向前傾轉(zhuǎn)90。。
[0029]如圖3所示，在涵道的端口上活動安裝端蓋15，端蓋15在飛行器巡航模式時可以閉合涵道，減上飛行器平飛時的阻力，提高飛行速度和效率。
[0030]如圖7所示，涵道螺旋槳4為上下兩副共軸反轉(zhuǎn)螺旋槳，均采用獨立的電機驅(qū)動，機架3包括連接桿16和連接件17 ;兩副共軸反轉(zhuǎn)螺旋槳的驅(qū)動電機分別通過連接桿16以及各連接件17相互連接，并固定于機身I涵道內(nèi)。
[0031]如圖8、9所示，短艙5通過連桿20連接機翼舵機18，連桿20支撐在機翼上，機翼舵機18設(shè)置在機翼內(nèi)以控制短艙5的傾轉(zhuǎn)，在水平位置與垂直位置之間轉(zhuǎn)動(即可向飛行器前進方向90°轉(zhuǎn)動)，從而帶動翼尖螺旋槳6傾轉(zhuǎn)。
[0032]如圖11所示，機身I的內(nèi)部安裝飛行器動力裝置，控制系統(tǒng)包括飛行控制板、電源模塊、電子調(diào)速器以及各操控模塊。其中，飛行控制板分別通過電子調(diào)速器連接控制涵道螺旋槳的2個驅(qū)動電機和4個翼尖螺旋槳6的驅(qū)動電機；飛行控制板連接并控制副翼12的副翼舵機、垂尾8的垂尾舵機、平尾9的平尾舵機和用于分別控制4個翼尖螺旋槳6傾轉(zhuǎn)的機翼舵機、
[0033]本涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器在起飛時，前機翼2、后機翼12兩側(cè)翼尖上的短艙5與地面垂直，機身I上涵道的端蓋14打開，前機翼2、后機翼12上的副翼12放下，由電機帶動、電子變速器控制轉(zhuǎn)速使涵道螺旋槳4與4個翼尖螺旋槳6運轉(zhuǎn)，當達到一定轉(zhuǎn)速時，產(chǎn)生的升力大于飛行器自身重量，飛行器垂直起飛，此時連桿20舵機端位于舵機I號位，如圖9所示。當飛行器到達預(yù)定高度后，由直升機模式轉(zhuǎn)向巡航模式時，通過機翼舵機18帶動4個短艙5同時向前傾轉(zhuǎn)，在傾轉(zhuǎn)過程中通過電子變速器提高機身內(nèi)涵道螺旋槳4轉(zhuǎn)速，加大升力，以彌補傾轉(zhuǎn)過程中的升力損失，確保傾轉(zhuǎn)過程中飛行器的穩(wěn)定與安全。當短艙5向前傾轉(zhuǎn)至90°時(即連桿20舵機端轉(zhuǎn)動至2號位，短艙5與地面平行)，飛行器開始前飛，副翼12開始提起，當?shù)揭欢ㄇ帮w速度后前機翼2和后機翼12產(chǎn)生足夠的升力能夠平衡飛行器自身重量，機身內(nèi)涵道螺旋槳4停止工作，端蓋14關(guān)閉，以減少阻力。同時，通過操縱方向舵11、升降舵10調(diào)整飛行器飛行姿態(tài)，實現(xiàn)飛行器更好的機動性。
[0034]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下還可以做出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器，包括機身(I)、機尾和前機翼(2)，所述前機翼(2)對稱安裝在機身(I)兩側(cè)，所述前機翼(2)的翼尖上均安裝可90°轉(zhuǎn)動的可傾轉(zhuǎn)螺旋翼，其特征在于:所述機身(I)上設(shè)有涵道，涵道內(nèi)安裝涵道螺旋槳(4);所述前機翼(2)后緣安裝副翼(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器，其特征在于:所述機身(I)兩側(cè)對稱安裝后機翼(12);所述后機翼(12)的翼尖上均安裝可90°度轉(zhuǎn)動的可傾轉(zhuǎn)螺旋翼，所述后機翼(12)后緣安裝副翼(13) ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器，其特征在于:所述涵道位于前機翼(2)和后機翼(12)之間，所述涵道的端口上活動安裝端蓋(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器，其特征在于:所述可傾轉(zhuǎn)螺旋翼包括翼尖螺旋槳(2)、短艙(5)、驅(qū)動電機(19)、連桿(20)和機翼舵機(18)，所述翼尖螺旋槳(2)固定連接驅(qū)動電機(19)，驅(qū)動電機(19)固定在短艙(5)內(nèi)，短艙(5)連接連桿(20)的一端，連桿(20)的另一端與機翼舵機(18)連接，所述機翼舵機(18)通過連桿(20)控制短艙(5)傾轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器，其特征在于:所述涵道螺旋槳(4)為上下兩副共軸反轉(zhuǎn)螺旋槳。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涵道式傾轉(zhuǎn)飛行器，其特征在于:所述機尾包括垂尾(8)和平尾(9)，所述垂尾(8) —端固定連接機身(I)，另一端與平尾(9)垂直連接；所述垂尾(8)上安裝方向舵(11)，平尾(9)上安裝升降舵(10)。
【文檔編號】B64C29/02GK204250360SQ201420658127
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】唐正飛, 杜思亮, 朱海東 申請人:南京航空航天大學(xué)