一种组合式垂直起降飞行器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种组合式垂直起降飞行器，包括螺旋桨、短舱、载荷、挂架、机翼、副翼、撑杆、垂尾、平尾、升降舵和方向舵；所述螺旋桨固定在短舱一端上；所述短舱另一端固定在机翼下翼面中端；所述载荷通过挂钩固定在挂架上；所述挂架固定在机翼下翼面两端；所述机翼为平直机翼；所述副翼为活动舵面，设于机翼后侧两端；所述撑杆前端固定在机翼后缘中部；所述垂尾竖直固定于撑杆的后端；所述平尾水平固定于撑杆的后端；所述升降舵和方向舵均为活动舵面，分别设于平尾和垂尾两端；本实用新型专利技术的有益效果是：取消了传统飞机的机身部件，采用撑杆代替机身固定“十”字型尾翼，减小了气动部件尺寸和气动阻力，提高了气动效率，降低了结构重量；通过“十字形”尾翼配合简单的地面辅助装置为支撑，利用螺旋桨将全机拉升，实现飞机垂直起降。

A Combined Vertical Takeoff and Landing Vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种组合式垂直起降飞行器
本技术涉及飞行器设计领域，具体地，涉及一种组合式垂直起降飞行器。
技术介绍
无人机（UnmannedAirVrhicle,UAV）在上世纪最早是作为训练使用的靶机而出现的一种新型空中飞行器，因具有成本低廉、零人员伤亡等特点，在随后的历次现代局部战争中，被广泛地用于执行战场环境侦察、情报收集、跟踪、通讯等各种军事任务，取得了良好的效果。垂直起降无人机作为一类特殊的无人机，能以零速度起飞并着陆，无需开辟专门的起降跑道。与常规无人机相比，垂直起降无人机具有起降方式灵活、发射回收方便、机动性好等优点，同时也具备常规无人机的一般功能。研发新型垂直起降无人机，对于赢得未来战场的主动权具有较高的实用价值。当前，各国研发了多种垂直起降无人机，其代表机型主要有美国火力侦察兵（FireScout）系列无人机、鹰眼（EagleEye）无人机，俄罗斯Ka-137无人机，加拿大CL系列无人机，德国希摩斯（Seamos）无人机等。分析国内外垂直起降无人机的技术特征，可以总结出：与固定翼无人机依靠滑跑获得升力的方式不同，垂直起降无人机一般依靠旋翼为全机提供向上的升力，因此采用旋翼是垂直起降无人机的重要特征。当前垂直起降无人机存在两大难点：1）高效气动力技术无人机与有人机的一个最大区别就是，有人机一般以飞行速度、航程作为设计制造时优先考虑的参数，而无人机则是以航时作为优先考虑的参数。垂直起降无人机的在起降时会消耗较多的燃油或能量，要保证长航时，必须设计出低阻的气动外形，但当前高空长航时飞行器一般采用大展弦比气动布局，而垂直起降飞行器的不适宜采用较大的展弦比气动布局，如何有效解决这一矛盾是先进垂直起降飞行器的研究难点，给设计者带来了很大的挑战！2）垂直起降的控制垂直起降无人机在起飞和着陆阶段的控制是飞行过程的重点。由于无人机在进行垂直起飞和降落时，如设计不合理不易把握空气流动对无人机姿态的影响，容易出现摔机、翻机的现象。因此在进行气动布局设计时，应对飞行器的舵面进行合理的设计，保证垂直起降无人机起降状态与巡航平飞状态的安全转换。
技术实现思路
针对上述现有技术，本技术的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提出一种组合式垂直起降飞行器，通过分离和组合的方式来兼顾多任务作战和长航时巡航飞行。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种组合式垂直起降飞行器，包括：螺旋桨、短舱、载荷、挂架、机翼、副翼、撑杆、垂尾、平尾、升降舵和方向舵；所述螺旋桨固定在所述短舱一端上；所述短舱另一端固定在机翼下翼面中端；所述载荷通过挂钩固定在所述挂架上；所述挂架固定在机翼下翼面两端；所述机翼为平直机翼，由相同弦长的翼型拉伸形成；所述副翼为活动舵面，设于机翼后侧两端；所述撑杆为圆柱形构件，其前端固定在机翼后缘中部；所述垂尾为平直翼面，由一个对称翼型拉伸而成，竖直固定于撑杆的后端；所述平尾为平直翼面，由一个对称翼型拉伸而成，水平固定于撑杆的后端；所述升降舵和方向舵均为活动舵面，分别设于平尾和垂尾两端。进一步，所述螺旋桨为单桨叶，所述短舱为圆柱形且在前端设计有半球形整流鼓包，以降低流阻，所述挂架为突出机翼前缘的挂架，所述副翼通过转轴铰接在机翼后侧两端；所述升降舵和方向舵均通过转轴分别铰接在平尾和垂尾两端。进一步，所述挂架设有两个，且以机翼中部为中心，呈对称位置分别设于机翼下翼面两端。进一步，所述载荷与挂架相配合且可拆卸。进一步，所述副翼设有两个，且以机翼中部为中心，对称铰接在机翼后侧两端。进一步，所述平尾和垂尾构成“十”字型尾翼，固定在撑杆后端上。进一步，所述方向舵设有两个，且以垂尾中部为中心分别呈对称位置设于垂尾两端上，实现飞行器偏航操纵。进一步，所述升降舵设有两个，且以平尾中部为中心分别呈对称位置设于平尾两端上，实现飞行器俯仰操纵。进一步，所述组合式垂直起降飞行器在飞行或者地面驻停期间，通过在机翼两端的翼梢进行固定连接，实现将多个飞行器进行组合或者分离。本技术的有益效果是：该飞行器取消了传统飞机的机身部件，采用撑杆代替机身固定“十”字型尾翼，减小了气动部件尺寸，减小了气动阻力，提高了气动效率，降低了结构重量；通过“十”字型尾翼将飞行器支撑在地面，通过螺旋桨拉力拉起升空，减少了对起落架的设计需求，节约了飞机重量，实现了飞机垂直起飞；通过翼梢固定连接进行飞行器的组合或者分离，实现飞行器组合或者分离的飞行使用，可以根据不同作战任务，选择不同数量飞行器的组合构型，提高作战效能。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术组合使用结构示意图。其中：1为螺旋桨，2为短舱，3为载荷，4为挂架，5为机翼，6为副翼，7为撑杆，8为垂尾，9为平尾，10为升降舵，11为方向舵，12为翼梢。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。如图1至图2所示，本技术提供了一种组合式垂直起降飞行器，包括：螺旋桨1、短舱2、载荷3、挂架4、机翼5、副翼6、撑杆7、垂尾8、平尾9、升降舵10和方向舵11；所述螺旋桨1固定在所述短舱2一端上；所述短舱2另一端固定在机翼5下翼面中端；所述载荷3通过挂钩固定在所述挂架4上；所述挂架4固定在机翼5下翼面两端；所述机翼5为平直机翼，由相同弦长的翼型拉伸形成；所述副翼6为活动舵面，设于机翼5后侧两端；所述撑杆7为圆柱形构件，其前端固定在机翼5后缘中部；所述垂尾8为平直翼面，由一个对称翼型拉伸而成，竖直固定于撑杆7的后端；所述平尾9为平直翼面，由一个对称翼型拉伸而成，水平固定于撑杆7的后端；所述升降舵10和方向舵11均为活动舵面，分别设于平尾9和垂尾8两端。优选地，所述螺旋桨1为单桨叶，所述短舱2为圆柱形且在前端设计有半球形整流鼓包，以降低流阻，所述挂架4为突出机翼5前缘的挂架，所述副翼6通过转轴铰接在机翼5后侧两端；所述升降舵10和方向舵11均通过转轴分别铰接在平尾9和垂尾8两端。优选地，所述挂架4设有两个，且以机翼5中部为中心，呈对称位置分别设于机翼5下翼面两端。优选地，所述载荷3与挂架4相配合且可拆卸。优选地，所述副翼6设有两个，且以机翼5中部为中心，对称铰接在机翼5后侧两端。优选地，所述平尾9和垂尾8构成“十”字型尾翼，固定在撑杆7后端上；在飞行器起飞状态，通过“十”字型尾翼支撑在地面，飞行器启动后，螺旋桨1高速旋转，在其拉力下将飞行器拉起升空。优选地，所述方向舵11设有两个，且以垂尾8中部为中心分别呈对称位置设于垂尾8两端上，实现飞行器偏航操纵。优选地，所述升降舵10设有两个，且以平尾9中部为中心分别呈对称位置设于平尾9两端上，实现飞行器俯仰操纵；当飞行器从地面被拉起升空后，升降舵10、方向舵11和副翼6偏转，将飞行器姿态调至水平飞行状态。优选地，所述组合式垂直起降飞行器在飞行或者地面驻停期间，通过在机翼5两端的翼梢12进行固定连接，实现将多个飞行器进行组合或者分离。在本技术中，所述螺旋桨1通过带有半球形整流鼓包的圆柱形短舱2固定于机翼5下翼面；在发动机的动力驱动下可高速旋转，为飞行器提供拉力。其特征一在于该飞行器采用撑杆代替机身固定“十”字型尾翼，减小了气动部件尺寸，减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式垂直起降飞行器，其特征在于：包括螺旋桨（1）、短舱（2）、载荷（3）、挂架（4）、机翼（5）、副翼（6）、撑杆（7）、垂尾（8）、平尾（9）、升降舵（10）和方向舵（11）；所述螺旋桨（1）固定在所述短舱（2）一端上；所述短舱（2）另一端固定在机翼（5）下翼面中端；所述载荷（3）通过挂钩固定在所述挂架（4）上；所述挂架（4）固定在机翼（5）下翼面两端；所述机翼（5）为平直机翼，由相同弦长的翼型拉伸形成；所述副翼（6）为活动舵面，设于机翼（5）后侧两端；所述撑杆（7）为圆柱形构件，其前端固定在机翼（5）后缘中部；所述垂尾（8）为平直翼面，由一个对称翼型拉伸而成，竖直固定于撑杆（7）的后端；所述平尾（9）为平直翼面，由一个对称翼型拉伸而成，水平固定于撑杆（7）的后端；所述升降舵（10）和方向舵（11）均为活动舵面，分别设于平尾（9）和垂尾（8）两端。

【技术特征摘要】
1.一种组合式垂直起降飞行器，其特征在于：包括螺旋桨（1）、短舱（2）、载荷（3）、挂架（4）、机翼（5）、副翼（6）、撑杆（7）、垂尾（8）、平尾（9）、升降舵（10）和方向舵（11）；所述螺旋桨（1）固定在所述短舱（2）一端上；所述短舱（2）另一端固定在机翼（5）下翼面中端；所述载荷（3）通过挂钩固定在所述挂架（4）上；所述挂架（4）固定在机翼（5）下翼面两端；所述机翼（5）为平直机翼，由相同弦长的翼型拉伸形成；所述副翼（6）为活动舵面，设于机翼（5）后侧两端；所述撑杆（7）为圆柱形构件，其前端固定在机翼（5）后缘中部；所述垂尾（8）为平直翼面，由一个对称翼型拉伸而成，竖直固定于撑杆（7）的后端；所述平尾（9）为平直翼面，由一个对称翼型拉伸而成，水平固定于撑杆（7）的后端；所述升降舵（10）和方向舵（11）均为活动舵面，分别设于平尾（9）和垂尾（8）两端。2.根据权利要求1所述的组合式垂直起降飞行器，其特征在于：所述螺旋桨（1）为单桨叶，所述短舱（2）为圆柱形且在前端设计有半球形整流鼓包，以降低流阻，所述挂架（4）为突出机翼（5）前缘的挂架，所述副翼（6）通过转轴铰接在机翼（5）后侧两端；所述升降舵（10）和方向舵（11）均通过转轴分别铰接在平尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：付炜嘉，马经忠，冷智辉，陈永和，吴萍，刘敏，李自启，
申请(专利权)人：江西洪都航空工业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江西,36