本实用新型涉及倾转旋翼机技术领域，尤其涉及一种采用伸缩式螺旋桨结构控制偏航和俯仰的倾转旋翼机。
背景技术：
倾转旋翼机是一种将固定翼飞机和直升机特点融为一体的新型飞行器，有人形象地称其为空中“混血儿”，其可以像直升机一样垂直起降，亦能像普通飞机一样高速飞行。
参见图1和图2，图中给出的是现有的一种倾转旋翼机，其包括机身10、横向设置在机身10中部两侧的左、右机翼20a、20b、设置在左、右机翼20a、20b的端部上的左、右旋翼30a、30b以及设置在机身10的尾部上的尾翼40。这种倾转旋翼机的三轴姿态控制全部由左、右旋翼30a、30b上的螺旋桨31a、310b的桨距调整来实现，但由于螺旋桨31a、310b的直径很大，造成高速旋转时转动惯量很大，因此在改变螺旋桨31a、310b的轴线方向时所产生的陀螺效应非常大。此外，由于螺旋桨31a、310b本身负载较大，造成在改变其轴线方向时反应较慢，不会太敏捷，同时由于姿态的三个轴向调整会相互影响的。上述因素会造成这种倾转旋翼机的操纵比较困难，飞行自动控制系统非常复杂。
为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题：针对现有的倾转旋翼机存在不便于飞机的三轴姿态控制、反应速度慢、陀螺效应大、飞行自动控制系统复杂等问题，而提供一种便于飞机的三轴姿态控制、反应速度快、避免产生陀螺效应、简化飞行自动控制系统、稳定性高的采用伸缩式螺旋桨结构控制偏航和俯仰的倾转旋翼机。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种采用伸缩式螺旋桨结构控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，包括机身、横向设置在所述机身中部两侧的左、右机翼、分别设置在所述左、右机翼的端部上的左、右旋翼以及设置在所述机身的尾部上的尾翼；其特征在于，在所述机身的尾部内设置有一与所述倾转旋翼机的飞行控制系统连接的伸缩式螺旋桨结构，当所述倾转旋翼机处于垂直起飞、降落或低于平飞速度时，所述倾转旋翼机的飞行控制系统控制所述伸缩式螺旋桨结构沿所述机身轴线方向向后伸出所述机身，所述伸缩式螺旋桨结构所产生的垂直于所述机身轴线的纵向推力和横向推力实现对所述倾转旋翼机的偏航和俯仰姿态的控制。
在实用新型的一个优选实施例中，所述伸缩式螺旋桨结构包括：
一设置在所述机身的尾部内且沿所述机身轴线方向延伸的伸缩杆；
一设置在所述机身的尾部内且与所述飞行控制系统连接的用于驱动所述伸缩杆沿所述机身轴线方向直线运动的直线驱动机构；
一设置在所述伸缩杆上且与所述飞行控制系统连接的用于产生垂直于所述机身轴线的纵向推力的纵向螺旋桨；以及
一设置在所述伸缩杆上且与所述飞行控制系统连接的用于产生垂直于所述机身轴线的横向推力的横向螺旋桨。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述纵向螺旋桨包括：
一安装在所述伸缩杆上且与所述飞行控制系统连接的第一驱动电机；以及
一与所述第一驱动电机的输出轴连接的纵向变距桨叶。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一驱动电机内设置有一第一桨叶定位组件，当所述纵向变距桨叶处于静止状态时，所述第一桨叶定位组件使得所述纵向变距桨叶始终停止在所述伸缩杆的轴线方向上。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述纵向螺旋桨包括：
一沿纵向上下相对设置在所述伸缩杆上且分别与所述飞行控制系统连接的上、下驱动电机；
至少一上定距桨叶，每一上定距桨叶分别与所述上驱动电机的输出轴连接；以及
至少一下定距桨叶，每一下定距桨叶分别与所述下驱动电机的输出轴连接。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述上、下驱动电机内分别设置有一第二桨叶定位组件，当所述上、下定距桨叶处于静止状态时，所述第二桨叶定位组件使得所述上、下定距桨叶始终停止在所述伸缩杆的轴线方向上。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述横向螺旋桨包括：
一安装在所述伸缩杆上且与所述飞行控制系统连接的第二驱动电机；以及
一与所述第二驱动电机的输出轴连接的横向变距桨叶。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述第二驱动电机内设置有一第三桨叶定位组件，当所述横向变距桨叶处于静止状态时，所述第三桨叶定位组件使得所述横向变距桨叶始终停止在所述伸缩杆的轴线方向上。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述横向螺旋桨包括：
一沿横向左右相对设置在所述伸缩杆上且分别与所述飞行控制系统连接的左、右驱动电机；
至少一左定距桨叶，每一左定距桨叶分别与所述左驱动电机的输出轴连接；以及
至少一右定距桨叶，每一右定距桨叶分别与所述右驱动电机的输出轴连接。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述左、右驱动电机内分别设置有一第四桨叶定位组件，当所述左、右定距桨叶处于静止状态时，所述第四桨叶定位组件使得所述左、右定距桨叶始终停止在所述伸缩杆的轴线方向上。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述尾翼为倒V字型尾翼。
由于采用了如上的技术方案，本实用新型的有益效果在于：通过在机身的尾部内设置有一伸缩式螺旋桨结构，伸缩式螺旋桨结构在飞机垂直起飞、降落或低于平飞速度时沿机身轴线方向向后伸出机身，伸缩式螺旋桨结构可产生垂直于机身轴线的纵向推力和横向推力，从而控制飞机的偏航和俯仰姿态，同时还可以通过左右两个主旋翼的桨距的差动改变来实现横滚的姿态控制。本实用新型的倾转旋翼机在飞机垂直起飞、降落或低于平飞速度时无需旋翼上的螺旋桨控制其三轴姿态，可有效地简化飞行自动控制系统。本实用新型采用伸缩式螺旋桨结构控制飞机的三轴姿态更加方便可靠，反应速度快，防止陀螺效应产生，控制稳定性高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的倾转旋翼机的主视图。
图2是现有的倾转旋翼机的俯视图。
图3是本实用新型的实施例1的结构示意图。
图4是本实用新型的实施例2的结构示意图。
图5是本实用新型的实施例3的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
实施例1
参见图3，图中给出的是一种采用伸缩式螺旋桨结构控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，包括机身100、横向设置在机身中部两侧的左、右机翼200a、200b、分别设置在左、右机翼200a、200b的端部上的左、右旋翼300a、300b以及设置在机身100的尾部上的尾翼400。尾翼400为倒V字型尾翼，采用倒V字型尾翼可以简化起落架的结构，同时倒V字型尾翼的两个翼尖直接可以作为两个落地的支点。
在机身100的尾部内设置有一与倾转旋翼机的飞机控制系统连接的伸缩式螺旋桨结构500，当倾转旋翼机处于垂直起飞、降落或低于平飞速度时，倾转旋翼机的飞行控制系统控制伸缩式螺旋桨结构500沿机身100轴线方向向后伸出机身100，伸缩式螺旋桨结构500所产生的垂直于机身100轴线的纵向推力和横向推力，从而实现对倾转旋翼机的偏航和俯仰姿态的控制。
在本实施例中，伸缩式螺旋桨结构500包括伸缩杆510、直线驱动机构(图中未示出)、纵向螺旋桨520以及横向螺旋桨530。伸缩杆510设置在机身100的尾部内且沿机身轴线方向延伸。直线驱动机构设置在机身100的尾部内，且与倾转旋翼机的飞行控制系统连接，其用于驱动伸缩杆510沿机身轴线方向直线运动。纵向螺旋桨520设置在伸缩杆510上，且与倾转旋翼机的飞行控制系统连接，其用于产生垂直于机身轴线的纵向推力。具体地，纵向螺旋桨520包括驱动电机521以及纵向变距桨叶522，驱动电机521安装在伸缩杆510上且与倾转旋翼机的飞行控制系统连接，纵向变距桨叶522与驱动电机521的输出轴连接。驱动电机521内设置有一第一桨叶定位组件(图中未示出)，当纵向变距桨叶522处于静止状态时，第一桨叶定位组件使得纵向变距桨叶522始终停止在伸缩杆510的轴线方向上，这样使得伸缩式螺旋桨结构500在回缩机身100内时不会被桨叶卡住。
横向螺旋桨530设置在伸缩杆510上，且与倾转旋翼机的飞行控制系统连接，并与纵向螺旋桨520间隔开，其用于产生垂直于机身轴线的横向推力。具体地，横向螺旋桨530包括驱动电机531以及横向变距桨叶532，驱动电机531安装在伸缩杆510上且与倾转旋翼机的飞行控制系统连接，横向变距桨叶532与驱动电机531的输出轴连接。驱动电机531内设置有一第二桨叶定位组件(图中未示出)，当横向变距桨叶532处于静止状态时，第二桨叶定位组件使得横向变距桨叶532始终停止在伸缩杆510的轴线方向上，这样使得伸缩式螺旋桨结构500在回缩机身100内时不会被桨叶卡住。
实施例2
本实施例的结构与实施例1的结构大致相同，其区别在于：
参见图4，纵向螺旋桨520a包括上、下驱动电机521a、522a以及上、下定距桨叶523a、524a。上、下驱动电机521a、522a沿纵向上下相对设置在伸缩杆510上且分别与倾转旋翼机的飞机控制系统连接，上定距桨叶523a与上驱动电机521a的输出轴连接，下定距桨叶524a与下驱动电机522a的输出轴连接。上、下驱动电机521a、522a内分别设置有一第三桨叶定位组件，当上、下定距桨叶523a、524a处于静止状态时，第三桨叶定位组件使得上、下定距桨叶523a、524a始终停止在伸缩杆510的轴线方向上，这样使得伸缩式螺旋桨结构500在回缩机身100内时不会被桨叶卡住。
横向螺旋桨530a包括左、右驱动电机531a、532a以及左、右定距桨叶533a、534a。左、右驱动电机531a、532a沿横向左右相对设置在伸缩杆510上且分别与倾转旋翼机的飞机控制系统连接，左定距桨叶533a与左驱动电机531a的输出轴连接，右定距桨叶534a与右驱动电机532a的输出轴连接。左、右驱动电机531a、532a内分别设置有一第四桨叶定位组件，当左、右定距桨叶533a、534a处于静止状态时，第四桨叶定位组件使得左、右定距桨叶533a、534a始终停止在伸缩杆510的轴线方向上，这样使得伸缩式螺旋桨结构500在回缩机身100内时不会被桨叶卡住。
实施例3
本实施例的结构与实施例1的结构大致相同，其区别在于：
参见图5，纵向螺旋桨520b包括上、下驱动电机521b、522b以及两片上、下定距桨叶523b、524b。上、下驱动电机521b、522b沿纵向上下相对设置在伸缩杆510上且分别与倾转旋翼机的飞机控制系统连接，两片上定距桨叶523b沿纵向间隔安装在上驱动电机521b的输出轴上，两片下定距桨叶524b沿纵向间隔安装在下驱动电机522b的输出轴上。上、下驱动电机521b、522b内分别设置有一第五桨叶定位组件，当两片上、下定距桨叶523b、524b处于静止状态时，第五桨叶定位组件使得两片上、下定距桨叶523b、524b始终停止在伸缩杆510的轴线方向上，这样使得伸缩式螺旋桨结构500在回缩机身100内时不会被桨叶卡住。
横向螺旋桨530b包括左、右驱动电机531b、532b以及左、右定距桨叶533b、534b，左、右驱动电机531b、532b沿横向左右相对设置在伸缩杆510上且分别与倾转旋翼机的飞机控制系统连接，两片左定距桨叶533b沿横向间隔设置在左驱动电机531b的输出轴上，两片右定距桨叶534b沿横向间隔设置在右驱动电机532b的输出轴上。左、右驱动电机531b、532b内分别设置有一第六桨叶定位组件，当两片左、右定距桨叶533b、534b处于静止状态时，第六桨叶定位组件使得两片左、右定距桨叶533b、534b始终停止在伸缩杆510的轴线方向上，这样使得伸缩式螺旋桨结构500在回缩机身100内时不会被桨叶卡住。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。