串列分布式电推进共轴涵道垂直起降飞行器制造技术

本公开的实施例公开了串列分布式电推进共轴涵道垂直起降飞行器。该飞行器的一具体实施方式包括机体、第一机翼、第二机翼和动力组件，其中，机体的底部由中部朝向行进方向和背离行进方向翘起而形成，用于实现沿机体外缘的翻滚式起降；第一机翼对称地连接到机体的朝向行进方向的第一端的两侧，其中，第一机翼设置有下反角和前掠角；第二机翼对称地连接到机体的背离行进方向的第二端的两侧，其中，第二机翼设置有上反角和后掠角；动力组件设置到机体中，用于为第一机翼和第二机翼提供动力。该实施方式将可以增强该飞行器地形适应性，降低环境对该飞行器起降的影响。境对该飞行器起降的影响。境对该飞行器起降的影响。

【技术实现步骤摘要】
串列分布式电推进共轴涵道垂直起降飞行器


[0001]本公开的实施例涉及飞行器
，具体涉及串列分布式电推进共轴涵道垂直起降飞行器。

技术介绍

[0002]VTO垂直起降(Vertical Take
‑
Off and Landing，垂直起降)飞行器兼具固定翼高效巡航与直升机无跑道垂直起降特征，在复杂环境作战与未来城市交通、运输等领域具有广泛的应用前景。
[0003]其中，倾转式垂直起降飞行器通过作动器和传动机构调整发动机的推力方向进而实现起飞和降落。
[0004]尾座式垂直起降飞行器采用机尾坐地式垂直起飞和降落，在空中通过倾转机体实现悬停和巡航的模式切换。
[0005]复合动力式垂直起降飞行器具备悬停、平飞两套动力系统。在起降或悬停时，采用多旋翼动力方式；在巡航时采用水平安装的固定翼飞机推进方式。
[0006]然而，上述飞行器在实际应用中，经常会存在如下技术问题：
[0007]第一，存在结构重量大、死重大，难以控制的问题。
[0008]第二，悬停状态到巡航状态过渡过程时间较长，否则会进入不可控状态，致使过渡过程难以缩短。
[0009]第三，对起降场地的平整度要求较高，在地形或气象复杂情况下起降存在倾翻风险。
[0010]因此，限制了该飞行器的应用场合和可执行的任务种类。

技术实现思路

[0011]本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
[0012]本公开的一些实施例提出了串列分布式电推进共轴涵道垂直起降飞行器，来解决以上
技术介绍
部分提到的技术问题中的一项或多项。
[0013]该飞行器包括机体、第一机翼、第二机翼和动力组件，其中，上述机体的底部由中部朝向行进方向和背离行进方向翘起而形成，用于实现沿上述机体外缘的翻滚式起降；上述第一机翼对称地连接到上述机体的朝向行进方向的第一端的两侧，其中，上述第一机翼设置有下反角和前掠角；上述第二机翼对称地连接到上述机体的背离行进方向的第二端的两侧，其中，上述第二机翼设置有上反角和后掠角；上述动力组件设置到上述机体中，用于为上述第一机翼和第二机翼提供动力。
[0014]在一些实施例中，上述第一机翼和上述第二机翼均包括多个连接的涵道机翼单元，上述涵道机翼单元包括涵道主体和螺旋桨组件，其中，上述涵道主体用于容纳上述螺旋
桨组件，上述螺旋桨组件朝向行进方向设置，用于提供推力。
[0015]在一些实施例中，上述第一机翼和上述第二机翼还包括控制舵面，上述控制舵面枢转地连接到上述涵道主体的背离行进方向的一端，在工作状态下，上述控制舵面转动以改变上述涵道主体的通流面积，以调节上述第一机翼和上述第二机翼的推力大小与方向。
[0016]在一些实施例中，上述机体包括第一区段、中部区段和第二区段，在停放状态下，上述中部区段与停放面接合，上述第一机翼低于上述第二机翼，上述第一机翼的弦向与上述停放面呈锐角；在翻滚起飞状态下，上述第一机翼形成抬头力臂，在上述控制舵面的配合下，使上述第一区段和中部区段沿机体的外缘抬起，第二区段与停放面接合；在翻滚起飞状态到巡航状态的过程中，在上述第一机翼、上述第二机翼的推力差与上述控制舵面的综合调节下，形成俯仰力矩使飞行器低头，进而减小第一机翼弦向与水平面的夹角。
[0017]在一些实施例中，当上述第一机翼和上述第二机翼的控制舵面偏转，使得在上述第一机翼和第二机翼上产生水平向分量或者垂直向分量，进而驱动上述飞行器水平或者纵向移动，以抵抗侧风或者改变飞行高度。
[0018]在一些实施例中，上述机体的底部沿上述机体的长度方向还对称地间隔设置有抓地构件，上述抓地构件用于增加与上述停放面的摩擦力。
[0019]在一些实施例中，上述动力组件包括第一发动机、第二发动机和进气涵道，上述第一发动机用于驱动上述第一机翼和上述第二机翼，以提供推力，上述第二发动机用于带动发电机产生电能，以驱动上述第一发动机，上述进气涵道设置到机身的靠近上述第二机翼的进气涵道，使得空气进入到上述第二发动机。
[0020]在一些实施例中，上述第一发动机是电动发动机；上述第二发动机包括以下至少一项：柴油发动机，汽油发动机，喷气发动机。
[0021]在一些实施例中，上述第一机翼的两端还设置有可收放的舱体和设置到上述舱体内的停放构件，在停放状态下，上述舱体伸出，上述停放构件和上述中部区段与上述停放面接合。
[0022]在一些实施例中，上述舱体包括以下至少一项：轮舱，浮力舱。
[0023]在一些实施例中，上述第二机翼的两端还设置有翼刀。
[0024]本公开的上述各个实施例具有如下有益效果：通过本公开的一些实施例的串列分布式电推进共轴涵道垂直起降飞行器，相较于相关的飞行器而言，能够便于控制该飞行器。具体来说，造成相关的倾转式垂直起降飞行器结构复杂，飞行器重量大难以控制的原因在于：倾转式垂直起降飞行器需要控制作动器和传动机构调整多个发动机的推力方向，增加了飞行器的重量与控制惯量。造成尾座式垂直起降飞行器对风速和起降场地的要求较高的原因在于：尾座式飞行器的起落架约束了飞行器停放时为机身垂直地面的姿态，停机状态的重心较高，且翼面垂直于地面，迎风面积较大；因此在起降过程中，飞行器容易受侧风扰动倾倒，使得难以控制。
[0025]基于此，本公开的一些实施例的串列分布式电推进共轴涵道垂直起降飞行器，第一机翼和第二机翼对称地连接到机体的两端。第一机翼设置有下反角和前掠角、第二机翼设置有上反角和后掠角。也因为将第一机翼、第二机翼设置成具有下反角和上反角，第一，能够缩短机体高度，提升巡航状态的升阻比。第二，增加第一机翼和第二机翼的桨轴间距，进而提高对飞行器的控制力进而在复杂气象条件下安全飞行。第三，降低第一机翼产生的
尾流对第二机翼的影响，同时在悬停阶段形成控制力矩。再因为第一机翼、第二机翼设置成具有前掠角和后掠角，能够增加飞行器的纵向尺寸，进而提高飞行器的配平能力，提升了控制性能。
[0026]此外，本公开的一些实施例的串列分布式电推进共轴涵道垂直起降飞行器，上述机体的底部由中部朝向行进方向和背离行进方向翘起而形成。在起降过程中，该飞行器沿机体外缘翻滚式起降，避免该飞行器从悬停到起降过程姿态的剧烈变化。同时，即使在一定坡度、不平整的地面或者水上起降时，该飞行器可以通过机体底部的曲面实现起降过程的顺畅性与停机的稳定性。
附图说明
[0027]结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。
[0028]图1是根据本公开的串列分布式电推进共轴涵道垂直起降飞行器的一些实施例的结构示意图；
[0029]图2是根据本公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串列分布式电推进共轴涵道垂直起降飞行器，包括机体、第一机翼、第二机翼和动力组件，其中，所述机体的底部由中部朝向行进方向和背离行进方向翘起而形成，用于实现沿所述机体外缘的翻滚式起降；所述第一机翼对称地连接到所述机体的朝向行进方向的第一端的两侧，其中，所述第一机翼设置有下反角和前掠角；所述第二机翼对称地连接到所述机体的背离行进方向的第二端的两侧，其中，所述第二机翼设置有上反角和后掠角；所述动力组件设置到所述机体中，用于为所述第一机翼和第二机翼提供动力。2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述第一机翼和所述第二机翼均包括多个连接的涵道机翼单元，所述涵道机翼单元包括涵道主体和螺旋桨组件，其中，所述涵道主体用于容纳所述螺旋桨组件，所述螺旋桨组件朝向行进方向设置，用于提供推力。3.根据权利要求2所述的飞行器，其特征在于，所述第一机翼和所述第二机翼还包括控制舵面，所述控制舵面枢转地连接到所述涵道主体的背离行进方向的一端，在工作状态下，所述控制舵面转动以改变所述涵道主体的通流面积，以调节所述第一机翼和所述第二机翼的推力大小与方向。4.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于，所述机体包括第一区段、中部区段和第二区段，在停放状态下，所述中部区段与停放面接合，所述第一机翼低于所述第二机翼，所述第一机翼的弦向与所述停放面呈锐角；在翻滚起飞状态下，所述第一机翼形成抬头力臂，在所述控制舵面的配合下，使所述第一区段和中部区段沿机体的外缘抬起，第二区段与所述停放面接合；在翻滚起飞状态到巡航状态的过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙飞，焦宗夏，胡炯，郑杨，王泽浩，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：