一种垂直起降固定翼飞行器的制作方法

本实用新型涉及飞行器领域，尤其是涉及一种固定翼飞行器。

背景技术：

常见的普通飞行器分为固定翼飞行器和直升机飞行器两大类，其中固定翼飞行器具有速度快、航程远、载重大、效率高，但相较于直升机飞行器而言对起降场地要求高，需要合适的滑行跑道；反之，直升机飞行器可以实现垂直起降，对起降场地的要求低，但是直升机飞行器也具有飞行速度慢、航程短等缺点。基于此，现有技术中还存在一种倾转旋翼飞行器，其旋翼在起飞时按照直升机飞行器的旋翼结构设置，实现飞行器的竖直起降，在飞行中旋翼转动，按照固定翼飞行器的旋翼结构设置，倾转旋翼飞行器融合了固定翼和直升机的特点，具有垂直起降、速度快、航程远、载重大等优点，然而同时也有技术难度高、结构复杂、稳定性差、控制与操作复杂等缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种垂直起降固定翼飞行器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种垂直起降固定翼飞行器，包括机身，相对机身对称分布的机翼，以及与机翼连线垂直，相对机身对称分布的垂尾，机翼与垂尾上均设置有旋翼，且至少垂尾上的旋翼独立转动。

作为上述方案的进一步改进方式，飞行器的飞行步骤包括竖直起飞阶段、起飞阶段后倾斜飞行的巡航前调整阶段、巡航前调整阶段后的巡航阶段、巡航阶段后机身倾斜的降落前调整阶段以及降落前调整阶段后的竖直降落阶段。

作为上述方案的进一步改进方式，在起飞阶段与降落阶段中，机身与旋翼竖直分布。

作为上述方案的进一步改进方式，在巡航前调整阶段中，位于垂尾上的旋翼以不同的转速转动。

作为上述方案的进一步改进方式，在巡航阶段中，位于机翼与垂尾上的旋翼同速转速。

作为上述方案的进一步改进方式，包括设于机翼与垂尾下端的起落架。

作为上述方案的进一步改进方式，包括设于机翼上的副翼，以及设于垂尾上的方向舵。

作为上述方案的进一步改进方式，垂尾的长度短于机翼的长度，垂尾上的旋翼设于对应垂尾的端部，机翼上的旋翼设于对应机翼的中部。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型兼具固定翼和直升机飞行器的优点，既可以实现垂直起降，降低对场地的要求，同时其速度、航程与载重能力又得到了较大的提升，此外，本实用新型通过整体机身的倾斜进行飞行模式的切换，相较于倾转旋翼飞行器具有技术难度低、结构简单、稳定性好以及操作简单等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的立体示意图；

图2是本实用新型一个实施例的正视图；

图3是本实用新型一个实施例的俯视图；

图4是本实用新型飞行器的飞行轨迹图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1至图3，分别示出了本实用新型一个实施例的立体示意图、正视图与俯视图，如图所示，飞行器包括机身100、机翼210、副翼220、垂尾310、方向舵320、旋翼410、电机420、起落架500与舵机600。

具体的，机翼210相对机身100对称分布，垂尾310同样相对机身100对称分布，且其连线与机翼210的连线垂直，即机身100、机翼210与垂尾310如图1、图2中所示形成十字型结构。垂尾310的长度优选短于机翼210的长度，翼身面积更大的机翼210主要用于产生升力，垂尾310则主要用于实现机身的姿态调整。

旋翼410通过电机420驱动，本实施例中电机420的一端连接旋翼410，另一端连接起落架500，更具体的电机420固定在机翼210或者垂尾310上，旋翼410位于机翼210或者垂尾310的上端，起落架500设于机翼210或者垂尾310的下端（如图3所示），机身100与电机420优选采用流线型结构，以减小空气阻力。

作为旋翼分布位置的一种优选实施方式，垂尾310上的旋翼410设于对应垂尾310的端部，机翼210上的旋翼410设于对应机翼210的中部。

本实施例中垂尾310上的旋翼410可以独立的转动，至于机翼210上的旋翼410之间是否需要独立转动，可根据实际需求调整。

副翼220设于机翼210上，方向舵320设于垂尾310上，副翼220与方向舵320在对应的舵机600的驱动下摆动，以调节飞行器的飞行方向。

参照图4，示出了本实用新型飞行器的飞行轨迹图，如图所示，飞行器的飞行步骤包括竖直起飞阶段、起飞阶段后倾斜飞行的巡航前调整阶段、巡航前调整阶段后的巡航阶段、巡航阶段后机身倾斜的降落前调整阶段以及降落前调整阶段后的竖直降落阶段，以下对各阶段进行具体描述：

一、竖直起飞阶段

起飞阶段之前，飞行器通过起落架竖直的放置在起飞平面上，机身与旋翼竖直分布。随着电机的驱动，旋翼提供竖直方向的升力，从而带动飞行器以十字形四旋翼模式竖直起飞。

二、巡航前调整阶段

起飞后，位于垂尾上的旋翼以不同的转速转动，由于两处旋翼提供的升力不同，故机身逐渐朝升力较小的一侧垂尾倾斜，此时机翼与水平面会有一个小于90度的夹角（迎角），初始时迎角较大，升力系数较小，机翼只能产生一定的升力。随着飞行器的进一步飞行，机身姿态更倾斜，迎角变小接近临界值，机翼产生的升力逐步增加。

三、巡航阶段

当飞行器的飞行速度达到某一设定值，同时保持一定的迎角时，飞行器由十字形四旋翼模式切换至固定翼飞行模式，此时机翼与垂尾上的旋翼同速转动，同时副翼与方向舵启动控制飞行器，优选的，处于巡航阶段的机身与旋翼沿水平分布。

四、降落前调整阶段

当飞行器准备要降落时，通过副翼使飞行器处于上升的倾斜状态，迎角逐步增大，直到飞行器处于垂直的爬升状态。

五、竖直降落阶段

当飞行器处于垂直爬升的状态后，副翼与方向舵停止工作，通过控制旋翼转速的方式来操作飞行器，飞行器从固定翼模式切换成十字四旋翼模式，并以十字四旋翼模式垂直降落。

本实用新型兼具固定翼和直升机飞行器的优点，既可以实现垂直起降，降低对场地的要求，同时其速度、航程与载重能力又得到了较大的提升，此外，本实用新型通过整体机身的倾斜进行飞行模式的切换，相较于倾转旋翼飞行器具有技术难度低、结构简单、稳定性好以及操作简单等优点。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。