一种复合式倾转旋翼直升机制造技术

本发明专利技术公开了一种复合式倾转旋翼直升机，该飞行器兼顾了垂直起降与悬停和高速前飞的特点，相比于传统直升机其飞行速度高，相比于倾转旋翼机，其控制可靠性高。飞行器包括：主升力旋翼、倾转旋翼、倾转翼面、固定翼面、机身结构和起落架。主升力旋翼为共轴反桨双旋翼系统；倾转旋翼和倾转翼面可通过作动机构沿转轴旋转。飞行器从起飞到平飞需经历垂直飞行状态、过渡飞行状态和平直飞行状态。整个飞行过程中，主升力旋翼始终为飞行器提供主要的升力，而飞行器的姿态控制主要通过倾转翼面和倾转旋翼的倾转进行控制。本发明专利技术结合了倾转旋翼与共轴直升机的优点，并克服了其各自存在的机构和控制缺陷，同时提高了机构和控制方法的可靠性。

A composite tilt rotor helicopter

The invention discloses a composite type tiltrotor helicopter, the aircraft features of both VTOL and hover and forward flight speed, compared to the conventional helicopter its flight speed is high, compared to the tiltrotor aircraft, its control and high reliability. The aircraft consists of a main lift rotor, a tilt rotor, a tilting wing, a fixed wing, a fuselage structure, and a landing gear. The main lift rotor is a coaxial anti propeller dual rotor system, and the tilt rotor and the tilting airfoil can rotate along the rotating shaft through the actuating mechanism. From take-off to level flight, the aircraft must experience vertical flight, transient flight, and direct flight. In the whole flight, the main lift rotor always provides the main lift for the aircraft, while the attitude control of the aircraft is controlled mainly by tilting the wing surface and tilting the tilt rotor. The invention combines the advantages of the tilt rotor and the coaxial helicopter, overcomes the defects of the respective mechanism and control, and improves the reliability of the mechanism and the control method.

【技术实现步骤摘要】
一种复合式倾转旋翼直升机
本专利技术涉及一种复合式倾转旋翼直升机，属于航空产品

技术介绍
倾转旋翼飞行器是一种将直升机固有的垂直起降优势和固定翼螺旋桨飞机的高速度远航程性能融为一体的新型飞行器，V22鱼鹰就是倾转旋翼机领域的代表。这种飞行器起飞和降落过程不需要滑跑，还能在平飞过程中达到较快的飞行速度。因此，该类飞行器具有广泛的应用前景，也是飞行器发展的一个重要方向。虽然倾转旋翼飞行器有诸多优势，但其始终没能得到广泛的应用，这主要受制于其飞行时存在的安全隐患，当倾转旋翼飞行器在过渡状态下飞行时，如果出现了前飞速度过低或旋翼升力不足的情况，飞行器很容易失控。因此，倾转旋翼对控制系统和控制方法的可靠性要求很高，技术很难普及。共轴直升机是具有共轴反桨系统的直升机，其没有常规直升机中的尾桨及传动系统，所需功率相对于单旋翼带尾桨直升机要小，并具有结构紧凑、高机动性的特点。但这种飞行器的操作机构相对复杂，可靠性也较低，这就给直升机重量和功率带来了不小的负担，且其维修和制造成本也都较高。本专利技术提供了一种复合式倾转旋翼直升机，该飞行器结合了倾转旋翼和共轴直升机的优点，相比于倾转旋翼，其主要升力来源于主旋翼，主旋翼始终提供向上升力，因此不会出现倾转过程中升力不足的情况，控制可靠性高。相比于直升机，可简化周期距结构，提高了可靠性。而且，其可倾转旋翼的布局又能够提高其飞行速度，是一种性能优良的飞行器。
技术实现思路
本专利技术涉及一种复合式倾转旋翼直升机，该飞行器兼顾了垂直起降与悬停(垂飞状态)和高速前飞(前飞状态)两种飞行状态，相比于传统直升机其飞行速度高，相比于倾转旋翼机，其控制可靠性高。为实现本专利技术的技术目的，本专利技术提供如下技术方案：一种复合式倾转旋翼直升机，包括机身和主升力旋翼，其特征在于还包括多个倾转旋翼和多个倾转翼面。在一个具体的技术方案中，所述飞行器包括位于机身前侧的两个倾转旋翼和两个倾转翼面，所述两个倾转旋翼和两个倾转翼面同时倾转。在一个具体的技术方案中，所述飞行器包括位于机身后侧的一个倾转旋翼和两个倾转翼面，所述一个倾转旋翼和两个倾转翼面同时倾转；或者在另一个具体的技术方案中，所述飞行器包括位于机身后侧的两个倾转旋翼和两个倾转翼面，所述两个倾转旋翼和两个倾转翼面同时倾转。所述飞行器可同时具有上述位于机身前侧和机身后侧的倾转旋翼和倾转翼面。根据上述任一技术方案的复合式倾转旋翼直升机，其特征在于，所述主升力旋翼为共轴反桨双旋翼，包括旋向相反的上旋翼和下旋翼。根据上述任一技术方案的复合式倾转旋翼直升机，其特征在于，机身下侧还安装有一固定翼面。根据上述任一技术方案的复合式倾转旋翼直升机，其特征在于，所述位于机身前侧的两个倾转翼面各自具有位于翼尖的起落架。根据上述任一技术方案的复合式倾转旋翼直升机，其特征在于，所述固定翼面具有位于下侧的起落架。在一个更为具体的技术方案中，本专利技术复合式倾转旋翼直升机包括：主升力旋翼、倾转旋翼、倾转翼面、固定翼面、机身和起落架。其中，主升力旋翼为飞行器提供主要升力，其是共轴的双旋翼系统，包括上旋翼和下旋翼，上下旋翼尺寸相同，旋转方向相反，以互相平衡旋翼旋转所产生的反扭矩；飞行器可倾转部件包括倾转旋翼和倾转翼面，倾转旋翼和倾转翼面均可通过作动机构沿转轴旋转。倾转旋翼在垂飞状态时其通过旋翼拉力为飞行器提供向上的升力以实现悬停姿态控制，在前飞状态时为飞行器提供前飞推力；倾转翼面的翼面在垂飞状态时与地面垂直，提高螺旋桨效率，平飞状态时与飞行方向平行，且倾转翼面可通过整体翼面倾转或副翼偏转改变翼面升力，从而为飞行器提供姿态控制力；飞行器优选至少包括三组倾转旋翼和两组倾转翼面，以保证对飞行器在垂飞状态和平飞状态时的飞行姿态可控；固定翼面为不倾转翼面，主要在平飞状态下为飞行器提供姿态控制力和飞行稳定性；机身结构连接飞行器的倾转翼面、倾转旋翼和主升力旋翼。飞行器优选至少包括一个主升力旋翼，多个倾转旋翼和倾转翼面，一个机身结构及一个起落架。在这个更为具体的技术方案中，本专利技术复合式倾转旋翼直升机从起飞到平飞需要经历垂直飞行状态(垂飞状态)、垂直转平飞的过渡飞行状态(过渡状态)和转平飞后的平直飞行状态(平飞状态)。在垂飞状态时，飞行器主升力旋翼提供主要升力，倾转旋翼分布在主升力旋翼周围，避开主升力旋翼下洗流的直接作用区域，组成典型的多旋翼布局，通过改变各旋翼升力实现对飞行器俯仰、滚转和偏航的控制。在过渡状态时，倾转翼面与倾转旋翼共同倾转，此时倾转旋翼升力在前飞方向上的分量会驱动飞行器前飞，在垂直于前飞方向上的分量与倾转翼面上产生的升力共同作用，为飞行器提供姿态控制力，而此时飞行器的主要升力还是由主升力旋翼提供。在平飞状态时，倾转旋翼和倾转翼面完全倾转至与飞行方向平行，此时主升力旋翼提供主要升力，倾转旋翼的拉力驱动飞行器前飞，通过改变倾转翼面的升力实现对飞行器姿态的控制。本专利技术带来的有益效果至少包括以下任意一项：(1)这种布局形式，主升力旋翼的共轴双旋翼仅提供升力，无需周期变距机构，简化了共轴双旋翼的机械结构，提高了系统的可靠性。(2)飞行器在垂飞状态时，是通过改变多个倾转旋翼的升力实现飞行器姿态控制的，控制力直接作用，控制方法简单高效。(3)飞行器在过渡状态时，飞行器的主要升力是由主升力旋翼提供的，其对前飞速度过低或旋翼升力不足导致的升力损失不敏感，这提高了飞行器过渡状态控制方法的可靠性。(4)飞行器在平飞状态时，倾转旋翼拉力直接作用在前飞方向上，使飞行器具有较高的前飞速度，且旋翼都在运转，飞行器整体无费阻。附图说明图1是本专利技术实施例复合式倾转旋翼直升机平飞状态示意图；图2是本专利技术实施例复合式倾转旋翼直升机平飞状态三视图；图3是本专利技术实施例复合式倾转旋翼直升机垂飞状态示意图；图4是本专利技术实施例复合式倾转旋翼直升机垂飞状态三视图；图5是本专利技术实施例含4组倾转旋翼方案平飞状态示意图；图6是本专利技术实施例含4组倾转旋翼方案垂飞状态示意图。其中：1.主升力旋翼；2.倾转旋翼；3.倾转翼面；4.固定翼面；5.机身结构；6.起落架。31.前倾转翼面；32.后倾转翼面；311.前倾转翼面主翼；312.前倾转翼面副翼；61.前起落架；62.后起落架。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1示出了根据本专利技术一个实施例的复合式倾转旋翼直升机，包括：主升力旋翼(1)、倾转旋翼(2)、倾转翼面(3)、固定翼面(4)、机身结构(5)和起落架(6)。其中，本实施例飞行器包括一个主升力旋翼(1)，三个倾转旋翼(2)，两个倾转翼面(3)，一个机身结构(5)及一个起落架(6)。这里，飞行器中可倾转部件指倾转旋翼(2)和倾转翼面(3)。飞行器能够进行三种飞行状态的飞行，包括：垂飞状态、过渡状态和平飞状态。图1示出了本实施例平飞状态各倾转部件(2)(3)与机身结构(5)的相对位置；图2为实施例平飞状态的三视图；图3示出了本实施例垂飞状态各倾转部件(2)(3)与机身结构(5)的相对位置；图4为实施例垂飞状态的三视图；实施例过渡状态各倾转部件旋转位置介于垂飞状态和平飞状态之间。所述主升力旋翼(1)为共轴的双旋翼系统，包括上旋翼和下旋翼，上下旋翼尺寸相同，旋转方向相反，上下旋翼可互相平衡反扭矩；旋翼驱动可采用燃油发动机或电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合式倾转旋翼直升机，包括机身和主升力旋翼，其特征在于还包括多个倾转旋翼和多个倾转翼面。

【技术特征摘要】
1.一种复合式倾转旋翼直升机，包括机身和主升力旋翼，其特征在于还包括多个倾转旋翼和多个倾转翼面。2.根据权利要求1所述的复合式倾转旋翼直升机，其特征在于，所述飞行器包括位于机身前侧的两个倾转旋翼和两个倾转翼面，所述两个倾转旋翼和两个倾转翼面同时倾转。3.根据权利要求1所述的复合式倾转旋翼直升机，其特征在于，所述飞行器包括位于机身后侧的一个倾转旋翼和两个倾转翼面，所述一个倾转旋翼和两个倾转翼面同时倾转。4.根据权利要求1所述的复合式倾转旋翼直升机，其特征在于，所述飞行器包括位于机身后...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一博，胡龙，
申请(专利权)人：北京天宇新超航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11