一种旋转尾翼式变体飞行器制造技术

本发明专利技术公开了一种旋转尾翼式变体飞行器，属于飞行器设计领域，其特征在于，含有：机身-机翼、一对能够绕和飞机机体纵轴平行的转轴旋转的尾翼、控制上述尾翼旋转的操纵机构。上述尾翼和上述机身-机翼铰接连接，所述尾翼的操纵机构和所述尾翼连接控制其转动。所述旋转尾翼包括尾翼主体、尾翼后缘的尾舵、控制尾舵偏转的操纵机构。所述旋转尾翼转动区间为[-90°，90°]，尾翼后缘带有尾舵。在高速飞行时，尾翼向竖直方向偏转，转动区间为[-90°，-45°]、[45°，90°]，增加飞行器在高速飞行时的航向稳定性；在低速飞行时，尾翼向水平方向偏转，转动区间[-45°，45°]，用于增大低速飞行时的飞机升力面面积、增加升力，同时增加低速飞行时的飞机俯仰稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞行器设计
，涉及尾翼布局随飞行速度可变的旋转尾翼式变体飞行器，可用于提升飞行器在整个飞行速度范围内的飞行品质。
技术介绍
飞行器在不同的飞行高度、飞行速度下具有不同的飞行动力学特性。该特性受到多方面的影响，其中，全机的气动焦点随飞行速度改变而产生的沿机体纵轴的移动是一个重要因素。随着飞行速度的增加，气动焦点显著后移，使得高速飞行时飞机的稳定性、机动性变化很大。虽然在飞机设计阶段可通过将低速飞行状态设计成静不稳定的以改善飞行品质，但这种折中处理难以保证飞行器在整个飞行速度范围内均具有好的飞行品质。随着信息技术的发展，飞行控制在飞行器设计中的地位愈加重要，随控布局正逐渐成为一种主流的设计模式。在这种设计思想中，可通过一系列主动控制技术，如：放宽静稳定性技术、直接力控制技术、阵风减缓控制技术等，在总体设计阶段对飞行器的气动布局与结构设计进行优化。进一步的，诞生了变体飞行器这一崭新的飞行器设计概念，使得飞行器的气动布局能够在不同的飞行阶段主动发生改变，以期得到最优的飞行品质。本专利技术基于变体飞行器的设计思想，在固定翼飞行器的基础上，设计了一种旋转尾翼式变体飞行器及相应的变体飞行控制方法，通过改变尾翼布局实现了在一定飞行速度范围内对全机气动焦点纵向位置的自动调整，可保证飞行器在整个飞行速度范围内的飞行性能均得到提升。
技术实现思路
针对固定翼飞行器在整个飞行包线内气动焦点位置变化剧烈的问题，本专利技术提出一种尾翼布局随飞行速度可变的变体飞行器设计方案，其含有：机身-机翼、一对能够绕和飞机机体纵轴平行的转轴旋转的尾翼、控制上述尾翼旋转的操纵机构。上述尾翼和上述机身-机翼铰接连接，所述尾翼的操纵机构和所述尾翼连接控制其转动。所述旋转尾翼的后缘带有尾舵、控制尾舵偏转的操纵机构，上述尾舵和上述尾翼主体铰接连接，所述尾舵的操纵机构和所述尾舵连接控制其转动。所述尾翼在所述尾翼操纵机构的拉动下可绕机体纵轴(OX轴)对称偏转，偏转角定义为尾翼面与机体坐标系XOY平面的夹角，右尾翼绕OX轴负向偏转为正，左尾翼绕OX轴正向偏转为正，如图1所示。所述尾翼的转动区间为[-90°，90°]，在高速飞行时，尾翼向竖直方向偏转，转动区间为[-90°，-45°]、[45°，90°]，增加飞行器在高速飞行时的航向稳定性；在低速飞行时，尾翼向水平方向偏转，转动区间[-45°，45°]，用于增大低速飞行时的飞机升力面面积、增加升力，同时增加低速飞行时的飞机俯仰稳定性。所述旋转尾翼后缘的舵面在不同飞行速度下产生不同的控制作用。当飞行速度很低时，尾翼偏转角为0°，尾舵同向偏转可产生俯仰通道操纵力矩，尾舵差动偏转可产生滚转通道辅助操纵力矩；当飞行速度很高时，尾翼偏转角为90°时，尾舵同向偏转可产生偏航通道操纵力矩，尾舵差动偏转可产生俯仰通道的辅助操纵力矩；当处于某一飞行速度范围时，尾翼偏转角随飞行速度增加而增大，处于0°～90°之间，尾舵同向偏转可产生俯仰通道操纵力矩，尾舵差动偏转可产生偏航通道操纵力矩。所设计变体飞行器具有如下优点：优点一：改善了飞行器在高速飞行时的航向稳定性。随着飞行速度增加，尾翼向竖直方向旋转，增加了飞行器在高速飞行时的航向稳定性。优点二：改善了飞行器在低速飞行时的升力特性和俯仰稳定性。随着飞行速度减小，尾翼向水平方向旋转，增大了低速飞行时的飞机升力面面积、增加升力，同时增加低速飞行时的飞机俯仰稳定性。附图说明图1为本专利技术所述旋转尾翼式变体飞行器结构图。图中：10.机身-机翼，20.尾翼。图2为本专利技术所述旋转尾翼式变体飞行器尾翼及尾翼操纵机构图。图中：21.尾翼主体，22.尾翼转轴，23.尾舵。具体实施方式下面将本专利技术结合附图1、附图2中的实施例作进一步描述：本专利技术结构如图1、图2所示。本实施方式的变体飞行器包括机身-机翼(10)、一对能够绕和飞机机体纵轴(OX轴)平行的转轴(22)旋转的尾翼(20)、控制上述尾翼旋转的操纵机构。所述尾翼包括左尾翼、右尾翼。所述机身-机翼的尾部左右各安装有一对叉耳，分别与所述左尾翼、所述右尾翼上的一对叉耳对接，然后通过销轴固定构成尾翼转轴。所述尾翼和所述机身-机翼铰接连接，所述尾翼的操纵机构和所述尾翼连接控制其转动。所述尾翼(20)包括尾翼主体(21)、尾翼后缘的尾舵(23)、控制尾舵偏转的操纵机构。上述尾舵和上述尾翼主体铰接连接，所述尾舵的操纵机构和所述尾舵连接控制其转动。所述尾翼的转动区间为[-90°，90°]，在高速飞行时，尾翼向竖直方向偏转，转动区间为[-90°，-45°]、[45°，90°]，增加飞行器在高速飞行时的航向稳定性；在低速飞行时，尾翼向水平方向偏转，转动区间[-45°，45°]，用于增大低速飞行时的飞机升力面面积、增加升力，同时增加低速飞行时的飞机俯仰稳定性。所述旋转尾翼后缘的舵面在不同飞行速度下产生不同的控制作用。当飞行速度很低时，尾翼偏转角为0°，尾舵同向偏转可产生俯仰通道操纵力矩，尾舵差动偏转可产生滚转通道辅助操纵力矩；当飞行速度很高时，尾翼偏转角为90°时，尾舵同向偏转可产生偏航通道操纵力矩，尾舵差动偏转可产生俯仰通道的辅助操纵力矩；当处于某一飞行速度范围时，尾翼偏转角随飞行速度增加而增大，处于0°～90°之间，尾舵同向偏转可产生俯仰通道操纵力矩，尾舵差动偏转可产生偏航通道操纵力矩。以上所述的具体实施方法，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转尾翼式变体飞行器，其特征在于，含有：机身‑机翼、一对能够绕和飞机机体纵轴(OX轴)平行的转轴旋转的尾翼、控制上述尾翼旋转的操纵机构，上述尾翼和上述机身‑机翼铰接连接，所述尾翼的操纵机构和所述尾翼连接控制其转动，如图1所示。

【技术特征摘要】
1.一种旋转尾翼式变体飞行器，其特征在于，含有：机身-机翼、一对能够绕和飞机机
体纵轴(OX轴)平行的转轴旋转的尾翼、控制上述尾翼旋转的操纵机构，上述尾翼和上述机
身-机翼铰接连接，所述尾翼的操纵机构和所述尾翼连接控制其转动，如图1所示。
2.根据权利要求1所述的一对旋转尾翼，其特征在于，含有：尾翼主体、尾翼后缘的尾
舵、控制尾舵偏转的操纵机构，上述尾舵和上述尾翼主体铰接连接，所述尾舵的操纵机构和
所述尾舵连接控制其转动。
3.根据权利要求1所述的一对旋转尾翼，其特征在于，转动区间为[-90°，90°]，在高速飞
行时，尾翼向竖直方向偏转，转动区间为[-90°，-45°]...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓冠柔，
申请(专利权)人：邓冠柔，
类型：发明
国别省市：北京;11