喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种多凸翼、一种多凸翼翼身融合飞行器、一种喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器及控制方法，由机翼、机身、起落装置、操纵系统和动力装置等组成，其特征在于将动力装置产生的高速气流通过喷气装置从机翼前方喷向机翼，或将动力装置产生的高速气流直接从机翼前方喷向机翼，机翼处在相对高速气流中，使其在静止或低速运动时所受升力就与固定翼飞机在高速飞行时相当。多凸翼的上表面沿气流方向有多个凸起曲面，可产生更大升力。本飞行器功率载荷极大、效率高、航程远，既能实现从低空到高空的全域飞行，又能实现从高速到低速甚至悬停的全速飞行，还能垂直起降。适用于空天、城际、城乡、市内高效交通，开启立体交通时代。开启立体交通时代。开启立体交通时代。

【技术实现步骤摘要】
喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种飞行器，尤其涉及一种功率载荷极大，既能高速飞行，又能低速飞行，还能垂直起降和悬停的喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器及控制方法。

技术介绍

[0002]常见的飞行器有固定翼和旋翼两大类。固定翼飞机载重大、速度快、航程远、升限高。但需专用大型机场滑跑到一定速度才能起飞，甚至速度稍低就会导致升力不够而发生失速事故，更不能在空中悬停，使用范围受限，目前仅活跃在较远城市间的运输。
[0003]旋翼飞机能垂直起降，无需专用大型机场，能在空中悬停，但载重较小、速度较慢、航程较短、升限较低、操作复杂、噪声大，安全性差，使用范围也严重受限，目前仅活跃在军用、应急、抢险、特殊、边缘等领域的运输。
[0004]目前，有部分固定翼飞机以在固定翼飞机基础上叠加旋翼或升力风扇的方式，努力将固定翼飞机和旋翼飞机融合，该类融合固定翼飞机的代表为F35B飞机、直升无人机、飞行汽车以及曾经出现过的直升客机，它们的垂直起降模式载重少，噪音大。该技术仅能在超轻型的固定翼飞机、飞行汽车、无人机上应用，但增加冗余，结构复杂，安全性也差。
[0005]还有部分固定翼飞机以在固定翼飞机基础上通过倾转旋翼的方式，努力将固定翼飞机和旋翼飞机融合。它们的垂直起降模式载重也较少，航速较慢、航程较短、噪音大，起降—平飞转换时气动变化大，结构、飞控复杂，不安全，导致其一直没能在民用领域广泛应用。该技术也仅能在轻型的固定翼飞机、电动直升固定翼飞机、无人机上有所应用，但多还是概念机。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种多凸翼、一种多凸翼翼身融合飞行器、一种喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器及控制方法，其功率载荷极大，具有载重大、航程远、升限高、噪声小、操作方便等优点，特别是既能真正实现从低空到高空的全域飞行，又能从高速到低速甚至悬停的全速飞行，还能垂直起降。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种飞行器多凸翼，其特征在于，所述机翼的上表面沿气流方向有多个凸起曲面，称之为多凸翼，气流流过多凸翼将产生对应的多个低压区，从而在机翼上产生对应的多个气动升力区。
[0008]本专利技术提供还提供一种喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器，由机翼、机身、起落装置、操纵系统和动力装置组成，其特征在于，将所述动力装置产生的气流通过喷气装置从所述机翼前方喷向机翼，或将所述动力装置产生的气流直接从机翼前方喷向机翼，使机翼一直处在相对气流中，从而在机翼上产生设定的气动升力；所述机翼为多凸翼、传统单凸翼、飞翼布局机翼中的任意一种或组合；所述传统单凸翼的上表面只有一个凸面，是现有翼型。
[0009]本专利技术提供还提供一种多凸翼翼身融合飞行器，其特征在于将多凸翼与机身融合
一体；多凸翼设置在机身顶部以提供升力和俯仰机动的动力，将多凸翼设置在机身两侧以提供滚转、偏航、转向及平移机动的动力；多凸翼设置在尾部，提供空中刹车阻力。
[0010]其中，在所述机翼上喷气装置喷出的气流边界处增加翼刀装置，用于防止旁边的高压空气流到气流低压区来。
[0011]其中，多凸翼的形状可设置为可变的，以实现不同的飞行要求。
[0012]其中，所述喷气装置可由涵道与喷口、气门组成，所述喷气装置的数量为一个或多个，所述喷气装置安装在机翼前方，并与所述机翼活动连接，将所述动力装置产生的气流通过所述涵道转移至机翼前方，通过操纵系统调整喷气装置与机翼的相对位置以及相对喷气方向，通过所述喷口按飞控要求控制气流从机翼前方喷向机翼。
[0013]其中，所述机翼的后缘襟翼为简单襟翼、开裂襟翼、开缝襟翼、后退襟翼或后退开缝襟翼中的任一种；所述后退开缝襟翼为后退单开缝形式、后退双开缝形式、后退三开缝形式或后退多开缝形式中任一种。
[0014]其中，所述动力装置为涡喷、涡扇、涡桨、涡轴发动机或活塞桨扇发动机、电动风扇、电动桨扇、高压气瓶中任一种或其组合；所述动力装置布局形式为集中式动力装置、分布式动力装置中任一种或其组合。
[0015]其中，所述喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器为飞机、飞行汽车、飞行轮船、飞航器、飞行列车、空中客车、空天飞机、气动起飞回收火箭、巡航导弹或巡飞弹中任一种。
[0016]其中，在汽车上增加固定翼、推力风扇和喷气装置组成飞行汽车，所述固定翼安装在汽车上，喷气装置安装机翼前方，并与机翼活动连接；所述固定翼为传统折叠单凸翼或多凸翼中任一种或其组合；所述推力风扇具有切换气门，所述飞行汽车设置有操控系统，有飞行和行驶模式可切换。
[0017]其中，在轮船的基础上增加固定翼、推力风扇和喷气装置组成飞行轮船，所述固定翼安装在轮船上，喷气装置安装机翼前方，并与机翼活动连接；所述固定翼为传统折叠单凸翼或多凸翼中任一种或其组合；所述推力风扇具有切换气门，所述飞行轮船设置有操控系统，有飞行模式和行驶模式。
[0018]其中，在轮船的基础上增加固定翼、推力风扇、喷气装置和陆上行驶系统组成飞航器；所述固定翼安装在轮船上，喷气装置安装机翼前方，并与机翼活动连接；所述固定翼为传统折叠单凸翼或多凸翼中任一种或其组合；所述推力风扇具有切换气门，所述飞航器具有操控系统，用于控制所述飞航器在飞行、行驶或航行模式中来回切换。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器的控制方法，包括以下步骤：
[0020]通过调整所述机翼上的后缘襟翼、副翼或导流板，将流经机翼的气流导向飞行器下方，推动飞行器克服重力的同时，还平衡了动力装置或喷气装置向后喷出气流时对飞机产生的向前的反作用推力，操作油门或电门调整喷气速度及喷气量，使飞行器能进行垂直起降或悬停；
[0021]通过逐渐收起机翼上的后缘襟翼、副翼或导流板，将流经机翼的气流导向后方或后下方，推动飞行器克服重力的同时，依靠动力装置或喷气装置向后喷出气流产生向前的反作用推力推动飞行器向前方飞行，操作油门或电门调整喷气速度及喷气量，使飞行器实现低速飞行或高速飞行；
[0022]通过放下所述机翼上的后缘襟翼、副翼或导流板，将流经机翼的气流导向飞行器下方或前下方，操作油门或电门调整喷气速度及喷气量，使飞行器依靠空气阻力或反向喷气实现减速至能进行垂直起降或悬停状态；
[0023]将动力装置提供的部分气流通过喷气装置喷向飞行器尾翼或第二机翼，并通过襟翼、副翼或舵面调整气流方向，稳定飞行器，并给飞行器提供俯仰、滚转、偏航、转向及平移机动的动力；
[0024]通过操控装置调整喷气装置与机翼的相对位置以及相对喷气方向，调整气流流向与机翼的夹角，并调节机翼上、下面喷气量占比，以实现调整迎角和最佳飞行状态；
[0025]将多凸翼与机身融合，多凸翼设置在机身顶部以提供升力的同时，控制前后喷气量、喷气速度及角度，实现俯仰机动；将多凸翼设置在机身两侧八个位置，分别设置左前上、左前下、左后上、左后下、右前上、右前下、右后上、右后下八个位置，并分别独立配置喷气装置，控制八个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行器多凸翼，其特征在于，所述机翼的上表面沿气流方向有多个凸起曲面，称之为多凸翼，气流流过多凸翼将产生对应的多个低压区，从而在机翼上产生对应的多个气动升力区。2.一种多凸翼翼身融合飞行器，其特征在于将多凸翼与机身融合一体；设置在机身顶部的多凸翼提供升力和俯仰机动的动力，设置在机身两侧的多凸翼提供滚转、偏航、转向及平移机动的动力；多凸翼设置在尾部，提供空中刹车阻力。3.一种喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器，由机翼、机身、起落装置、操纵系统和动力装置组成，其特征在于，将所述动力装置产生的气流通过喷气装置从所述机翼前方喷向机翼，或将所述动力装置产生的气流直接从机翼前方喷向机翼，使机翼一直处在相对气流中，从而在机翼上产生设定的气动升力；所述机翼为多凸翼、传统单凸翼、飞翼布局机翼中的任意一种或组合；所述传统单凸翼的上表面只有一个凸起曲面，是常见翼型。4.如权利要求3所述的喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，所述喷气装置可由涵道与喷口、气门组成，所述喷气装置的数量为一个或多个，所述喷气装置安装在机翼前方，并与所述机翼活动连接，将所述动力装置产生的气流通过所述涵道转移至机翼前方，通过操纵系统调整喷气装置与机翼的相对位置以及相对喷气方向，通过所述喷口按飞控要求控制气流从机翼前方喷向机翼；在所述机翼上喷气装置喷出的气流边界处增加翼刀装置，用于防止旁边的高压空气流到气流低压区来。5.如权利要求3所述的喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，所述动力装置为涡喷、涡扇、涡桨、涡轴发动机或活塞桨扇发动机、电动风扇、电动桨扇、高压气瓶中任一种或其组合；所述动力装置布局形式为集中式动力装置、分布式动力装置中任一种或其组合。6.如权利要求3所述的喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，飞行器为飞机、飞行汽车、飞行轮船、飞航器、飞行列车、空中客车、空天飞机、气动起飞回收火箭、巡航导弹或巡飞弹中任一种。7.如权利要求6所述的喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，在汽车上增加固定翼、推力风扇和喷气装置组成飞行汽车，所述固定翼安装在汽车上，喷气装置安装机翼前方，并与机翼活动连接；所述固定翼为传统折叠单凸翼或多凸翼中任一种或其组合；所述推力风扇具有切换气门，所述飞行汽车设置有操控系统，有飞行和行驶模式可切换。8.如权利要求6所述的喷翼式全速全域垂直起降固定翼飞行器，其特征在于，在轮船的基础上增加固定翼、推力风扇和喷气装置组成飞行轮船，所述固定翼安装在轮船上，喷气装置安装机翼前方，并与机翼活动连接；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田贵川，熊芳，陈盼盼，
申请(专利权)人：田贵川，
类型：发明
国别省市：