一种垂平两用飞机及其飞行模式转换方法与流程

本发明涉及航空器技术领域，具体是一种垂平两用飞机及其飞行模式转换方法。

背景技术：

航空器是飞行器中的一个大类，是指通过机身与空气的相对运动（不是由空气对地面发生的反作用）而获得空气动力升空飞行的任何机器。包括气球、飞艇、飞机、滑翔机、旋翼机、直升机、扑翼机、倾转旋翼机等。飞机是常见的一种航空器。

现有的航空器飞行模式转换方法多采取单一转换模式（例：中国的垂平两用飞机“蓝鲸”、美国的鱼鹰V-22），没有中间过度模式、没有备份动力，飞机在转换飞行模式下飞行极不稳定，操控性降低，极其危险。现有技术已达到极限瓶颈，一时难以突破，只有借助于技术之外的方法和结构了。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种垂平两用飞机及其飞行模式转换方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种垂平两用飞机及其飞行模式转换方法，包括机头、机身、机尾、螺旋桨、发动机、机翼和起落架，所述机头位于机身前端，机尾位于机身尾端；机翼位于机身左右两侧，螺旋桨安装在机翼上，所述机翼纵向2N列以上，横向2N排以上（N为正整数），螺旋桨横向2N排从中间分开上部分螺旋桨为上部螺旋桨，下部分螺旋桨为下部螺旋桨；机翼上安发动机驱动螺旋桨。

作为本发明进一步的方案：所述机翼有两种设置方式：一是机翼随着上部螺旋桨、下部螺旋桨机翼轴向、机身向旋转而旋转；二是机翼不随上部螺旋桨、下部螺旋桨机翼轴向、机身向旋转而旋转。

作为本发明再进一步的方案：本发明的飞行模式转换方法包括三种转换模式：第一种，在停止状态下，上部螺旋桨、下部螺旋桨同时机翼轴向、向上机身垂直向旋转90度，进入起飞准备状态，即多旋翼飞行模式，上部螺旋桨、下部螺旋桨加速旋转提供并增加向上的升力，当螺旋桨提供的升力大于起飞重量时飞机开始上升，升至安全高度后，上部螺旋桨、下部螺旋桨同时缓慢机翼轴向旋转、向前机身水平向旋转90度，提供向上升力的同时提供向前的推力，上部螺旋桨、下部螺旋桨同时适当加速，以抵消由于改变飞行模式上部螺旋桨、下部螺旋桨机翼轴向旋转、机身水平向90度旋转而降低的升力，保持提供的升力与起飞重量平衡，飞机向前水平方向不断加速，这时由于机翼相对速度的提高而不断增加向上的升力，当机翼提供的升力等于起飞重量时，上部螺旋桨、下部螺旋桨刚好完成机翼轴向、向前机身水平向旋转90度；至此，飞机完成由多旋翼飞行模式向固定翼飞行模式的转换。

第二种，在停止状态下，上部螺旋桨、下部螺旋桨同时机翼轴向、向上机身垂直向旋转90度，进入起飞准备状态，即多旋翼飞行模式，上部螺旋桨、下部螺旋桨加速旋转提供并增加向上的升力，当螺旋桨提供的升力大于起飞重量时飞机开始上升，升至安全高度后，上部螺旋桨缓慢机翼轴向、向前机身水平向旋转90度，提供升力同时提供向前的推力，上部螺旋桨、下部螺旋桨同时适当加速，以抵消由于改变飞行模式上部螺旋桨机翼轴向旋转、机身水平向90度旋转而降低的升力，保持提供的升力与起飞重量平衡，飞机向前水平向不断加速，机翼提供的升力不断增加，当机翼提供的升力刚好等于起飞重量时，上部螺旋桨刚好完成机翼轴向、向前机身水平向旋转90度；之后，下部螺旋桨开始缓慢机翼轴向、向前机身水平向旋转90度；至此，飞机完成由多旋翼飞行模式向固定翼飞行模式转换。

第三种，在停止状态下，上部螺旋桨、下部螺旋桨同时机翼轴向、向上机身垂直向旋转90度，进入起飞准备状态，即多旋翼飞行模式，上部螺旋桨、下部螺旋桨同时加速旋转提供并增加向上的升力，当螺旋桨提供的升力大于起飞重量时飞机开始上升，升至安全高度后，下部螺旋桨缓慢机翼轴向、向前机身水平向旋转90度，上部螺旋桨、下部螺旋桨同时适当加速，以抵消由于改变飞行模式下部螺旋桨机翼轴向旋转、机身水平向90度旋转而降低的升力，保持提供的升力与起飞的重量平衡，飞机向前水平向不断加速。机翼提供的升力不断增加，当机翼提供的升力刚好等于起飞重量时，下部螺旋桨恰好完成机翼轴向、向前机身水平向旋转90度；之后，上部螺旋桨开始缓慢机翼轴向旋转、向前机身水平向旋转90度；至此，飞机完成由多旋翼飞行模式向固定翼飞行模式转换。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了多旋翼和固定翼两种飞行模式，可以根据需要选择飞行模式。

提供了两种飞行模式之间的三种转换方法及自我逆向转换方法，可以根据需要选择不同的转换方法。

提供了转换模式的过度模式，即转换过程中都有备份螺旋桨提供备份升力，增加了飞机操控性、安全性。总之，本发明提高了飞机的操控性、安全性、起飞重量、飞行效率。

附图说明

图1为停止或固定翼飞行模式俯视图。

图2为停止或固定翼飞行模式侧视图。

图3为停止或固定翼飞行模式正视图。

图4为起飞准备或多旋翼飞行模式侧视图。

图5为上、下部螺旋桨同时机翼轴向、机身向前水平向旋转90度改变飞行模式侧视图。

图6为上部螺旋桨先、下部螺旋桨后机翼轴向、机身向前水平向旋转90度改变飞行模式侧视图。

图7为下部螺旋桨先、上部螺旋桨后机翼轴向、机身向前水平向旋转90度改变飞行模式侧视图。

图中：1-机头，2-机身，3-机尾，4-上部螺旋桨，5-下部螺旋桨，6-发动机，7-机翼，8-起落架。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-7，一种垂平两用飞机及其飞行模式转换方法，包括机头1、机身2、机尾3、上部螺旋桨4、下部螺旋桨5、发动机6、机翼7和起落架8，所述机头1位于机身2前端，机尾3位于机身2尾端；机翼7位于机身2左右两侧，螺旋桨安装在机翼7上，所述机翼7纵向2N列以上，横向2N排以上（N为正整数），螺旋桨横向2N排从中间分开上部分螺旋桨为上部螺旋桨4，下部分螺旋桨为下部螺旋桨5；机翼7上安装有发动机6，发动机6驱动螺旋桨。

进一步的，本发明的飞行模式转换方法包括三种转换模式：第一种，在停止状态（图1）下，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5同时机翼7轴向、向上机身垂直向旋转90度，进入起飞准备状态（图4），即多旋翼飞行模式，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5加速旋转提供并增加向上的升力，当螺旋桨提供的升力大于起飞重量时飞机开始上升，升至安全高度后，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5同时缓慢机翼轴向旋转、向前机身水平向旋转90度，提供向上升力的同时提供向前的推力，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5同时适当加速，以抵消由于改变飞行模式上部螺旋桨4、下部螺旋桨5机翼轴向旋转、机身水平向90度旋转而降低的升力，保持提供的升力与起飞重量平衡，飞机向前水平方向不断加速，这时由于机翼7相对速度的提高而不断增加向上的升力，当机翼7提供的升力等于起飞重量时，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5刚好完成机翼7轴向、向前机身水平向旋转90度。至此，飞机完成由多旋翼飞行模式向固定翼飞行模式的转换。

第二种，在停止状态（图1）下，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5同时机翼7轴向、向上机身垂直向旋转90度，进入起飞准备状态（图4），即多旋翼飞行模式，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5加速旋转提供并增加向上的升力，当螺旋桨提供的升力大于起飞重量时飞机开始上升，升至安全高度后，上部螺旋桨4缓慢机翼轴向、向前机身水平向旋转90度，提供升力同时提供向前的推力，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5同时适当加速，以抵消由于改变飞行模式上部螺旋桨4机翼轴向旋转、机身水平向90度旋转而降低的升力，保持提供的升力与起飞重量平衡，飞机不断向前水平方向加速，机翼7提供的升力不断增加，当机翼7提供的升力刚好等于起飞重量时，上部螺旋桨4刚好完成机翼轴向、向前机身水平向旋转90度。之后，下部螺旋桨5开始缓慢机翼轴向、向前机身水平向旋转90度。至此，飞机完成由多旋翼飞行模式向固定翼飞行模式转换。

第三种，在停止状态（图1）下，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5同时机翼轴向、向上机身垂直向旋转90度，进入起飞准备状态（图4），即多旋翼飞行模式，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5同时加速旋转提供并增加向上的升力，当螺旋桨提供的升力大于起飞重量时飞机开始上升，升至安全高度后，下部螺旋桨5缓慢机翼轴向、向前机身水平向旋转90度，上部螺旋桨4、下部螺旋桨5同时适当加速，以抵消由于改变飞行模式下部螺旋桨5机翼轴向旋转、机身水平向90度旋转而降低的升力，保持提供的升力与起飞的重量平衡，飞机向前水平向不断加速。机翼7提供的升力不断增加，当机翼7提供的升力刚好等于起飞重量时，下部螺旋桨5恰好完成机翼轴向、向前机身水平向旋转90度。之后，上部螺旋桨4开始缓慢机翼轴向旋转、向前机身水平向旋转90度。至此，飞机完成由多旋翼飞行模式向固定翼飞行模式转换。

进一步的，本发明所述机翼7有两种设置方式：一是机翼随着上部螺旋桨4、下部螺旋桨5机翼轴向、机身向旋转而旋转；二是机翼不随上部螺旋桨4、下部螺旋桨5机翼轴向、机身向旋转而旋转。

飞机飞行模式由固定翼飞行向多旋翼飞行模式转换，只需将以上三种飞机由多旋翼飞行模式向固定翼飞行模式转换方法的步骤倒序执行既可以完成。

以上三种飞行模式的转换方法及自我逆向转换方法，使用者可以根据需要进行选择。

本发明的工作原理是：

利用飞机螺旋桨纵向2N列，横向2N行以上。上部4、下部5螺旋桨机翼轴向、机身向旋转方法的不同组合，使飞机在过度模式下有另一部螺旋桨在提供升力作为保护，同时上部4、下部5螺旋桨的升力备份减少了外部条件对飞机的影响。提供了两种飞行模式，三种飞行模式的转换方法，四种飞机的状态，使飞机更加安全，同时降低了对飞机硬件和软件的精度和强度的要求。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。