一种飞行器的制作方法

本实用新型属飞行领域，涉及一种尾部装有双向推力涵道螺旋桨的倾转翼垂直起落飞行器。

背景技术：

当前各种垂直起降4～8轴飞行器种类繁多，其完成短距、定点、低速任务比较方便，但因其工作时大多时间处于悬停状态，发动机功率载荷低(小于5kg/kW)，耗电大，无法实现远距离、长航时工作，且水平飞行速度有限。

固定翼飞机由于大多以机翼承载水平飞行方式运行，其功率载荷(15～20kg/kW)远高于多轴飞行器，这也是各类多轴飞行器所无法比拟的。固定翼飞机在与相同条件的多轴机相比，功率载荷要高3～4倍，也就是说在相同条件下平飞时可节约同样倍数的电能。

除倾转翼形式外的所有垂直飞行器最大的缺点就是发动机的功率载荷低，乃至飞行距离及速度受限，而倾转翼方式的直升机不但可实现垂直起落，还可在相同重量和电能的条件下实现较远距离较长航时及更高速度的飞行。

技术实现要素：

本实用新型所提供的新型飞行器，可在陆地及舰上实现垂直起降，且具有航时长、速度高、在配合专用快速燃气助推装置时可实现陆上和舰上的快速助推起飞、并直接由爬升转入平飞状态。

本实用新型的飞行器无需机场，可在陆地或舰上垂直起落，工作时大多时间以水平状态飞行，而且在悬停及飞行中利用尾部双向推进涵道螺旋桨有效控制飞行方向，在与快速燃气助推装置配合时可实现舰载快速起飞，以完成各种监测任务，特别是舰载察打一体化综合任务。

本实用新型的飞行器包括机身，所述机身装有前后四个带有升力螺旋桨的可倾转机翼，第一可倾转机翼与第二可倾转机翼同轴；第三可倾转机翼与第四可倾转机翼同轴，四个升力螺旋桨与四个可倾转机翼为固定连接，每个升力螺旋桨均由电机驱动；所述飞行器尾部装有无活动舵面垂直尾翼，该垂直尾翼下部与飞行方向垂直设有双向推力涵道螺旋桨，用以实现飞行器悬停及飞行中的方向控制；所述机身的下部安装有前三点起落架，在地面停置时，机身下部与水平面夹角2-3度，此为机身滑跑及飞行时最大升阻比攻角。

其中，所述机身两侧外部安装有两个同步装置，可在90度内实现四个带有升力螺旋桨的可倾转机翼完成同步倾转，以实现垂直起落与水平飞行的转换。

其中，所述机身侧面为翼型流线体，以组成升力机身。

其中，所述机身的下部两侧均安装有纵向安置的扁平机腹边条,所述机腹边条与水平面夹角为30度。

其中，所述机身上设有两个助推导管，所述助推导管沿从所述机身前部到后部的方向延伸。

其中，所述机身的上表面安装有自救伞仓。

其中，前侧两个所述升力螺旋桨的底部均设有侧倾保护轮，该侧倾保护轮与该侧主起落架机轮触地点夹角不小于8度，所述升力螺旋桨的翼尖距地面距离不小于6cm。

本实用新型飞行器具有如下有益效果：

本实用新型飞行器可在陆地及舰上实现垂直起降，且具有航时长、速度高和起飞快速的优点。本实用新型的飞行器无需机场，可在陆地或舰上垂直起落，飞行时大多时间以水平状态飞行，而且可利用尾部双向涵道螺旋桨确保悬停及飞行状态方向的有效控制，能够完成各种监测任务，特别是舰载察打一体化综合任务。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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。

图1为本实用新型飞行器地面停放(或垂直起飞、悬停)姿态的侧视示意图；

图2为本实用新型飞行器地面停放(或垂直起飞、悬停)姿态的俯视示意图；

图3为本实用新型飞行器地面停放(或垂直起飞、悬停)姿态的前视示意图；

图4为本实用新型飞行器水平飞行姿态的前视示意图；

图5为本实用新型飞行器水平飞行姿态的俯视示意图；

图6为本实用新型飞行器水平飞行姿态的侧视示意图；

图7为本实用新型飞行器地面滑跑(超载)起飞姿态的侧视示意图。

附图标记说明：

1 光电吊舱

2 机身

3 第一旋翼

4 第一电机

5 自救伞仓

6 第三旋翼

7 垂直尾翼

8 水平尾舵

9 涵道螺旋桨

10 后起落架

11 机腹边条

12 前起落架

13 助推导管

14 第一可倾转机翼

15 第三可倾转机翼

16 GPS天线

17 同步连杆

18 侧倾保护轮

19 第三电机

20 中轴线

21 第二旋翼

22 第四旋翼

23 第二可倾转机翼

24 第四可倾转机翼

25 第二电机

26 第四电机

具体实施方式

下面结合附图介绍本实用新型的实施例。

如图1-7所示，本实用新型的飞行器包括机身2，机身2装有前后四个带有升力螺旋桨的可倾转机翼，第一可倾转机翼14与第二可倾转机翼23同轴；第三可倾转机翼19与第四可倾转机翼24同轴，四个升力螺旋桨与四个可倾转机翼为固定连接，每个升力螺旋桨均由电机驱动；飞行器尾部装有无活动舵面的垂直尾翼7，该垂直尾翼7下部与飞行方向垂直设有双向推力涵道螺旋桨9，用以实现飞行器悬停及飞行中的方向控制；机身2的下部安装有前三点起落架，在地面停置时，机身2下部与水平面夹角a为2-3度，此为机身滑跑及飞行时最大升阻比攻角。

本实用新型的飞行器无需机场，可在陆地或舰上垂直起落，工作时大多数时间以水平状态飞行，而且可利用尾部双向推力涵道螺旋桨9确保悬停及飞行状态时方向的有效控制，可完成多种监测任务，特别是舰载察打一体化综合任务。本实用新型飞行器尾部的垂直尾翼7仅设一固定舵面及小直径可调推力双向涵道螺旋桨9，利用可快速转换推力方向的双向推力涵道螺旋桨9有效实现悬停及飞行时的方向控制。在本实用新型的一个实施例中，飞行器例如可以为一种尾部装有双向推力涵道螺旋桨的倾转翼垂直起落直升机。

下面详细介绍本实用新型的实施例。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，机身2的中轴线20从机身2前部延伸至机身2后部，机身2的一个侧面安装有第一可倾转机翼14和第三可倾转机翼15，另一个侧面安装有第二可倾转机翼23和第四可倾转机翼24，第一可倾转机翼14和第三可倾转机翼15位于中轴线20的一侧，第二可倾转机翼23和第四可倾转机翼24位于中轴线20的另一侧。第一可倾转机翼14上安装有第一旋翼(升力螺旋桨)3和第一电机4，该第一电机4驱动第一旋翼3，第一可倾转机翼14与第一旋翼3为固定连接。第二可倾转机翼23上安装有第二旋翼(升力螺旋桨)21和第二电机25，该第二电机25驱动第二旋翼21，第二可倾转机翼23与第二旋翼21为固定连接。第三可倾转机翼15上安装有第三旋翼6(升力螺旋桨)和第三电机19，该第三电机19驱动第三旋翼6，第三旋翼6与第三可倾转机翼15为固定连接。第四可倾转机翼24上安装有第四旋翼22(升力螺旋桨)和第四电机26，该第四电机26驱动第四旋翼22，第四可倾转机翼24与第四旋翼22为固定连接。第一可倾转机翼14和第二可倾转机翼23位于机身2前部位置，第三可倾转机翼15和第四可倾转机翼24位于机身2后部位置。第一可倾转机翼14与第一旋翼3一同倾转，第二可倾转机翼23与第二旋翼21一同倾转，第三可倾转机翼15与第三旋翼6一同倾转，第四可倾转机翼24与第四旋翼22一同倾转。下面将第一可倾转机翼14和第二可倾转机翼23合称为前可倾转机翼，将第三可倾转机翼15和第四可倾转机翼24合称为后可倾转机翼，将第一旋翼3和第二旋翼21合称为前旋翼，将第三旋翼6和第四旋翼22合称为后旋翼进行描述。如图1-3所示，当飞行器垂直起飞或悬停时，前旋翼和后旋翼为飞行器提供升力，如图4-6所示，当飞行器水平飞行时，前旋翼和后旋翼为飞行器提供向前飞行的拉力，如图7所示，当飞行器地面滑跑起飞时，前旋翼和后旋翼为飞行器提供升力及拉力，以实现短距滑跑起飞。

机身2的外部两侧安装有两个相同的同步连杆17，同步连杆17连接第一可倾转机翼14和第三可倾转机翼15，另一侧同步连杆17连接第二可倾转机翼23和第四可倾转机翼24。在本实用新型的一个实施例中，同步连杆17与第一可倾转机翼14和第三可倾转机翼15之间为轴连接，机身2另一侧同步连杆17与第二可倾转机翼23和第四可倾转机翼24之间为轴连接，第一可倾转机翼14和第二可倾转机翼23同轴，第三可倾转机翼15和第四可倾转机翼24同轴。一个同步连杆17带动第一可倾转机翼14和第三可倾转机翼15同步倾转。机身另一侧同步连杆17带动第二可倾转机翼23和第四可倾转机翼24同步倾转。同步连杆17转动的角度b为90度。如图1-3所示，当飞行器垂直起飞或悬停时，前旋翼和后旋翼的拉力线方向垂直向上，如图4-6所示，当飞行器水平飞行时，前旋翼和后旋翼拉力线水平向前，如图7所示,当飞行器地面滑跑起飞时，前旋翼和后旋翼拉力线呈40度角斜拉状态，也就是说,本实用新型飞行器在不同的工作模式,前旋翼和后旋翼拉力线方向不同,当飞行器在不同工作模式之间转换时，前旋翼和后旋翼的倾角和转速也要改变。同步连杆17的转动可实现带动第一可倾转机翼14、第三可倾转机翼15、第二可倾转机翼23和第四可倾转机翼24倾转，从而带动第一旋翼3、第二旋翼21、第三旋翼6和第四旋翼22倾转，以使第一旋翼3、第二旋翼21、第三旋翼6和第四旋翼22的状态改变。同步连杆17的作用为使第一旋翼3、第二旋翼21、第三旋翼6和第四旋翼22改变状态的步调一致,同步倾转。本实用新型的第一旋翼3、第二旋翼21、第三旋翼6和第四旋翼22可同步实现90度倾转，以完成飞行器由垂直起飞过渡到平飞的转换。

如图1-7所示，本实用新型的飞行器包括机身2，机身2为宽体机身，整体为扁平状，前部和后部均为弧形，机身2侧面为翼型流线体，以组成升力机身。如图1所示，机身2的最大升阻比攻角a为2-3度，最大升阻比攻角a为机身下部与水平地面的夹角。在本实用新型的一个实施例中，最大升阻比攻角a为2.5度。本实用新型的机身2在水平飞行时，以最大升阻比攻角a运行，本实用新型的机身2不但是一个有效的升力体，还为机内增设氢燃料电池系统提供了足够的空间，使舰载电动飞机达到4小时以上的飞行时间成为可能。

机身2的头部安装有光电吊舱1，光电吊舱1中设置有多种传感器，用于完成相关空中侦察或攻击任务。

机身2的后部上表面安装有无活动舵面的垂直尾翼7，垂直尾翼7下部与飞行方向垂直设有涵道，涵道中安装有双向推力涵道螺旋桨9。垂直尾翼7的作用一是安装双向推力涵道螺旋桨9，二是在飞行器水平飞行时控制方向。其中，双向推力涵道螺旋桨9产生双向推力，以实现该飞行器在悬停或平飞时方向的控制。本实用新型的双向推力涵道螺旋桨9转动惯量小，能够快速从正转切换为反转，或快速从反转切换为正转，确保了飞行器在悬停及飞行状态时方向的有效控制。本实用新型飞行器省略了一般飞机的方向舵控制面，简化了结构，减轻了飞行器的重量，而且在悬停时，通过双向推力涵道螺旋桨9与两个对角旋翼驱动电机差转配合，能够完成在悬停姿态下方向的有效控制。

机身2的尾部安装有水平尾舵8，水平尾舵8用于飞行器水平飞行姿态的控制，如图1所示，水平尾舵8的旋转角度c为±25度，也就是说，水平尾舵8可以向上旋转25度，也可以向下旋转25度。

机身2的前部下侧安装有前起落架12，机身2的后部下侧安装有后起落架10。

机身2下部的两侧均安装有纵向安置的扁平机腹边条11，机腹边条11为长条状。如图2所示，两个机腹边条11位于机身两侧下部，在本实用新型的一个实施例中，机腹边条11从机身2的头部延伸至机身2的尾部。飞行器在平飞时，机腹边条11能够增加升力；飞行器在垂直起飞或悬停时，机腹边条11能够有效增加气垫效应。在本实用新型的一个实施例中，如图3和图4所示，机腹边条11向下倾斜，这样机腹边条11能有效改善飞行器垂直起降的性能。在本实用新型的另一个实施例中，机腹边条11与宽体机身2底面的夹角为30度。

机身2上设有两个助推导管13，助推导管13从机身2的前部延伸至机身2的后部。一方面助推导管13是机身2的贯通加强梁，同时也使机身2结构得到加强；另一方面通过助推导管13与轻量化内燃快速助推装置的配合，飞行器可在舰上(或陆地)实现60度仰角快速助推起飞，起飞后即进入爬升及转为平飞，不但缩短了起飞转换到平飞过程所需时间，而且有效降低了转换过程所消耗的电能，增加了航程，使得本实用新型飞行器适合完成舰队的警戒、中继通信、护航等多种任务。

机身2的中部上表面安装有自救伞仓5，在遇到极端情况时，自救伞仓5会打开，弹出自救伞，确保飞行器安全回收。

如图3所示，第一旋翼3和第二旋翼21的底部均设有侧倾保护轮18，以防止粗暴降落及遇强侧风时翼尖触地。在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，该侧倾保护轮18与该侧主起落架机轮触地点夹角不小于8度，也就是说，该侧倾保护轮18与该侧主起落架机轮触地点(即该侧后起落架10机轮的触地点)的连线与水平地面的夹角不小于8度，以防止翼尖触地。

如图1所示，机身2上还设有GPS(Global Positioning System，全球定位系统)，以实现飞行器的定位。

如图7所示，当飞行器有条件以机场跑道滑跑方式起飞时，第一旋翼3的主轴、第二旋翼21的主轴、第三旋翼6的主轴和第四旋翼22的主轴与水平地面的最小夹角不得低于40度，以避免升力螺旋桨翼尖触地，此时，四个升力螺旋桨的翼尖与地面的最小距离为6cm。

本实用新型是一种具有舰载(无需专用机场)垂直起落及在专用助推器下实现快速起飞的飞行器，除能完成直升机的所有功能外，大多时间均以固定翼方式高速水平飞行的新型飞行器，本实用新型的飞行器例如可以为电动无人机。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。