基于双飞控系统的固定结构式垂直起降飞机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及航空飞行器设计领域，具体涉及一种双飞控系统的固定结构式垂直起降飞机。
【背景技术】
[0002]固定翼飞行器具有飞行效率高、速度快、距离远、系统结构简单、重量轻、成本与使用费低等优点，但固定翼飞行器也有自身不可避免的缺陷，即在起飞和降落时需要滑跑或者利用特殊的发射回收装置。特别对于小型固定翼无人机而言，由于城市高楼林立，对仅能进行滑跑起飞及降落的常规小型固定翼无人机的局限性很大。
[0003]多旋翼飞行器具有垂直起降能力，能够使用城市中的空地完成起飞和降落，且能轻松在楼宇间穿梭，因此对城市空域的适应性更好。但多旋翼飞行器直接和动力系统相连的旋翼的效率远不如固定翼飞机的机翼，因此功耗大。又因其前进速度主要靠旋翼桨盘通过倾斜盘的倾斜产生的分力提供，同时前进飞行的阻力也较固定翼飞机大的多。其飞行速度，距离和续航时间都不如固定翼飞机。为此，航空领域的技术人员一直在找寻能兼有固定翼飞机和多旋翼飞机性能、优点于一身的飞行器。
[0004]目前普遍应用的垂直起降+固定翼方案主要为倾转发动机式。该方案将升力发动机和巡航发动机合二为一，通过机械变轴结构，在飞行状态转换时倾转发动机，使发动机的推力方向绕机身横轴转动，而机身在飞行中基本保持水平。但是，倾转发动机对发动机在飞机上的位置带来很大的限制，不光机翼、发动机的位置必须和飞机的重心一致，一旦部分升力发动机故障或瞬时出力不足，非对称升力容易引起灾难性的事故。再则，发动机本身十分沉重，倾转发动机谈何容易。因此现有方案具有推力转换机构或动力装置复杂、附件质量大的缺点，不利于飞行器的轻小型化和飞行效率的提高。
【实用新型内容】
[0005]针对上述问题，本实用新型提供了一种可以降低飞行器的复杂程度，兼顾多旋翼垂直起降与固定翼高速巡航的特点，而且能在两种飞行模式之间能自由转换，而且结构简单、操控灵活、性能可靠的基于双飞控系统的固定结构式垂直起降飞机。
[0006]本实用新型的技术方案如下:
[0007]一种基于双飞控系统的固定结构式垂直起降飞机，包括飞机结构和飞控系统；
[0008]飞机结构，为常规结构、飞翼结构或V尾结构，包括机身、布置在机身上的固定翼以及安装在固定翼上的舵机系统；所述机身周侧或固定翼上连接有多台发动机；所述发动机为内燃机、电动机、喷气式发动机或火箭式发动机；
[0009]飞控系统，安装于飞机结构中，包括多旋翼飞控系统和固定翼飞控系统，所述多旋翼飞控系统的多个输出通道分别连接各发动机，所述固定翼飞控系统的输出通道包括多个舵机控制通道和一个油门控制通道，所述舵机控制通道分别连接各舵机，所述油门控制通道连接各发动机；所述多旋翼飞控系统和固定翼飞控系统均与手动控制模块、电源和GPS模块相连接，所述固定翼飞控系统与空速计相连接；所述GPS模块连接计算机；计算机和手动控制模块通过通断开关连接并控制所述多旋翼飞控系统和固定翼飞控系统的输出通道的开启和关断。
[0010]其进一步的技术方案为:所述多旋翼飞控系统和固定翼飞控系统相对独立，或者整合在同一个飞控系统内。
[0011]其进一步的技术方案为:所述发动机的型号相同，数量为三台以上，且所有发动机的在垂直方向上的共同重心与飞机机身及固定翼结构的重心重合。
[0012]其进一步的技术方案为:所述各台发动机的尾部分别安装有支撑杆。
[0013]其进一步的技术方案为:所述飞机为常规结构，包括机身，机身中部布置有机翼，机身尾部布置有水平尾翼和垂直尾翼；所述机翼的后缘安装有可动的副翼，所述水平尾翼的后缘安装有可动的升降舵，所述垂直尾翼的后缘安装有可动的方向舵；所述机身周侧通过多个连接杆连接有多台发动机，各台发动机的尾部分别安装有支撑杆。
[0014]其进一步的技术方案为:所述飞机为飞翼结构，包括机身，机身左右侧布置有一对水平翼，机身上下侧布置有一对垂直翼，且所述水平翼的翼展长度大于所述垂直翼的翼展长度；所述水平翼的后缘安装有由升降舵和副翼组合而成的可动的升降副翼，所述垂直翼的后缘安装有可动的方向舵，所述水平翼、垂直翼上分别安装有发动机，各台发动机的尾部分别安装有支撑杆。
[0015]本实用新型的有益技术效果是:
[0016]本实用新型兼有固定翼飞机和多旋翼飞机的优点，能够在两种飞行模式之间自由切换，即能够以多旋翼方式垂直起降，又能够以固定翼方式高速巡航。没有特殊的机械变轴结构，结构简单、可靠性强，操控灵活，成本低廉。
[0017]本实用新型采用双飞控系统，两种飞控系统都是成熟技术，相比于在重新开发一套实现固定翼飞机又实现多旋翼飞机的控制的新的飞控系统，有利于降低开发成本和研制风险。双飞控系统控制原理上更加方便，不需要复杂的机械变轴结构，也不会影响机内载荷和设备的布置。
[0018]本实用新型不仅适用于无人机，而且适用于载人机，并可广泛应用于民航和军事等领域。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型飞机结构实施例一的立体图。
[0020]图2是本实用新型飞机结构实施例一的主视图。
[0021]图3是本实用新型飞机结构实施例一的俯视图。
[0022]图4是本实用新型飞机结构实施例一的左视图。
[0023]图5是本实用新型飞机结构实施例二的立体图。
[0024]图6是本实用新型飞机结构实施例二的主视图。
[0025]图7是本实用新型飞机结构实施例二的俯视图。
[0026]图8是本实用新型飞控系统的原理图。
[0027]附图标记说明:1-1.机身；1-2.机翼；1-3.水平尾翼；1_4.垂直尾翼；1_5.副翼；
1-6.升降舵；1-7.方向舵；1-8.连接杆；1-9.发动机；1-10.螺旋桨；1-11.支撑杆；2-1.机身；2-2.水平翼；2-3.垂直翼；2-4.升降副翼；2-5.方向舵；2_6.发动机；2_7.螺旋桨；2-8.支撑杆；1.多旋翼飞控系统；2.固定翼飞控系统；3.发动机；4.舵机系统；5.电源；6.GPS模块；7.空速计；8.计算机；9.通断开关；10.手动控制模块。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明。
[0029]【实施例一】
[0030]图1、图2、图3、图4所示的是本实用新型在常规结构飞机上的实施例。如图1至图4所不，该实施例中，飞机结构包括机身1-1，机身1-1中部布置有一对机翼2-2，机身1-1尾部布置有一对水平尾翼1-3和一个垂直尾翼1-4。机翼2-2的后缘分别安装有可动的副翼1-5。水平尾翼1-3的后缘分别安装有可动的升降舵1-6。垂直尾翼1-4的后缘安装有可动的方向舵1-7。机身1-1上通过4根连接杆1-8分别连接4台型号相同的发动机1-9，发动机1-9上安装有螺旋桨1-10，发动机1-9和螺旋桨1-10组成旋翼，发动机1-9的尾部安装有支撑杆1-11，支撑杆1-11的作用是在座地时保持飞机平稳。
[0031]【实施例二】
[0032]图5、图6、图7所示的是本实用新型在飞翼结构飞机上的实施例。如图5至图7所示，该实施例中，飞机结构包括机身2-1，机身2-1左右侧布置有一对水平翼2-2，机身2-1上下侧布置有一对垂直翼2-3，并且水平翼2-2的翼展长度大于垂直翼2-3的翼展长度。水平翼2-2的后缘分别安装有兼有升降舵和副翼功能的可动的升降副翼2-4。垂直翼2-3的后缘分别安装有可动的方向舵2-5。水平翼2-2、垂直翼2-3的翼梢均分别安装有型号相同的发动机2-6，发动机2-6上安装有螺旋桨2-7，发动机2-6和螺旋桨2_7组成旋翼，发动机
2-6的尾部安装有支撑杆2-8，支撑杆2-8的作用是在座地时保持飞机平稳。
[0033]注:上述两个实施例附图中所示出的发动机的类型、数量和安装位置仅为参考，并非对本实用新型的限定。例如对于发动机的安装位置来说，既可以安装在翼梢，也可以安装在翼中部。
[0034]图8是本实用新型的飞控系统示意图