一种四桨叶旋转机翼及旋转机翼飞机和控制方法技术

本发明专利技术提出一种四桨叶旋转机翼及旋转机翼飞机和控制方法。本发明专利技术针对提高旋转机翼飞机的载重能力和最大起飞重量的需求，创造性的提出一种四桨叶旋转机翼并应用在旋转机翼飞机上，四桨叶旋转机翼中的一对主桨叶兼顾固定翼模式与直升机模式要求进行设计，而一对副桨叶则完全按照直升机模式要求进行设计，这样既提高了旋转机翼整体的最大拉力，主、副桨叶的消耗功率和又没有明显增大，而且还能满足固定翼模式飞行要求。

A Four-blade Rotating Wing and Rotating Wing Aircraft and Its Control Method

The invention provides a four-blade rotary wing and a rotary wing aircraft and a control method. In order to improve the load capacity and maximum take-off weight of a rotary wing aircraft, the invention creatively proposes a four-blade rotating wing and applies it to a rotary wing aircraft. A pair of main blades in a four-blade rotating wing are designed to meet the requirements of both fixed-wing and helicopter modes, while a pair of secondary blades are complete. According to the helicopter mode requirements, the design not only improves the maximum pull force of the whole rotating wing, but also increases the power consumption of the main and secondary blades, and does not significantly increase, and can meet the requirements of fixed-wing mode flight.

【技术实现步骤摘要】
一种四桨叶旋转机翼及旋转机翼飞机和控制方法
本专利技术涉及一种四桨叶旋转机翼及旋转机翼飞机和控制方法，适用于重载型旋转机翼飞机。
技术介绍
旋转机翼飞机是一种兼具直升机的垂直起降性能和固定翼飞机的高速巡航性能的新型有人/无人飞机。专利号为ZL201110213680.1，名称为《一种飞行模式可变的旋转机翼飞机》的中国专利就是一种典型机型。旋转机翼飞机具有三翼面的气动布局。其中，旋转机翼，即主机翼，在直升机飞行模式下，可以作为旋翼，通过旋转为飞机提供垂直起降时需要的拉力，同时，当飞机具有一定飞行速度后，又可以锁定为固定翼，实现固定翼高速、高效率的飞行。因此，在起飞、降落和小速度飞行阶段，飞机采用直升机飞行模式，在巡航和任务阶段，采用固定翼飞行模式，固定翼飞行模式与直升机飞行模式之间存在转换飞行模式。该飞机经过多年研究，在着手设计重载旋转机翼无人机的过程中，申请人遇到以下问题：为了兼顾直升机飞行模式和固定翼飞行模式，旋转机翼采用中等展弦比、小根稍比梯形机翼平面设计，并且采用前后缘对称椭圆翼型，而椭圆翼型由于自身钝后缘的特性，后缘处总存在流动分离，流动分离会带来额外的功率消耗，因此在直升机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：包括一对主桨叶和一对副桨叶；所述主桨叶的桨叶剖面采用前后缘对称翼型设计，桨叶平面形状采用顺流向对称设计；所述副桨叶的桨叶剖面采用满足直升机旋翼性能要求的旋翼翼型；主桨叶和副桨叶采用十字分布安装在同一桨毂上。

【技术特征摘要】
1.一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：包括一对主桨叶和一对副桨叶；所述主桨叶的桨叶剖面采用前后缘对称翼型设计，桨叶平面形状采用顺流向对称设计；所述副桨叶的桨叶剖面采用满足直升机旋翼性能要求的旋翼翼型；主桨叶和副桨叶采用十字分布安装在同一桨毂上。2.根据权利要求1所述一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：主桨叶的桨叶平面形状参数与副桨叶的桨叶平面形状参数采用以下优化过程确定：以桨叶平面形状参数为优化变量，以主桨叶和副桨叶的消耗功率和最小为优化目标，以主桨叶与与副桨叶的最大拉力之和满足总的旋转机翼拉力要求为约束条件，优化确定桨叶平面形状参数；所述桨叶平面形状参数包括桨叶弦长和桨叶半径。3.根据权利要求1或2所述一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：主桨叶采用跷跷板式或铰接式的安装形式安装于桨毂上，副桨叶采用刚性连接方式安装于桨毂上。4.根据权利要求1所述一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：主桨叶和副桨叶安装在桨毂上后，主桨叶变距拉杆的长度与副桨叶变距拉杆的长度不同，且两者长度比能够确保当主桨叶的拉力为零和总距为0°时，副桨叶的拉力也为零且总距达到零拉力状态。5.根据权利要求1所述一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：主桨叶的桨叶剖面采用椭圆翼型，桨叶平面形状采用梯形或矩形。6.一种采用权利要求1所述四桨叶旋转机翼的旋转机翼飞机，其特征在于：包括机身、安装在机身纵向前部的鸭翼、安装在机身纵向中部的四桨叶旋转机翼和安装在机身纵向尾部的尾翼、安装在机身上提供旋转机翼飞机前飞动力的螺旋桨、安装在机身上的反扭矩装置、安装在机身内部的动力系统和飞控系统以及安装在机身下部的起落架；鸭翼在旋转机翼飞机的固定翼模式飞行阶段以及转换飞行阶段提供部分升力，并通过某些方式提供俯仰和/或滚转的操纵和/或配平力矩；尾翼中的平尾在旋转机翼飞机固定翼飞行阶段以及转换飞行阶段提供部分升力，并通过某些方...

【专利技术属性】
技术研发人员：高正红，庞超，何澳，
申请(专利权)人：南京灵龙旋翼无人机系统研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32