短距离直升直降飞机

本发明专利涉及飞行器领域，具体为一种短距离直升直降飞机。

背景技术：

1、短距离直升直降飞机是一种具备短距离起飞的固定翼飞机，该飞机能不依赖跑道短距离起飞，其凭借的是当飞机处于低速运动时，前方的螺旋桨高速旋转时，气流会在螺旋桨的作用下以较快的速度向机体后方流动，气流会流经气动面(主要是副翼和襟翼)，这就赋予了气动面在飞机低速运动时，气动面操纵飞机的能力；

2、目前可以实现短距离垂直起降的飞机有很多，例如美国研制的f-35，是利用矢量发动机实现垂起起飞，另一种实现方式是类似于美国鱼鹰战机v-22，其采用倾转旋翼的方式来实现短距离或者垂直起降；

3、但是矢量发动机尾部的高温喷射流会对跑道和机身产生高温侵蚀作用；v-22这类倾转旋翼机的控制难度较大。相比于倾转旋翼类型和矢量发动机，本专利设计的飞行器从控制难度和技术复杂度上都大大优于前两者。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种短距离直升直降飞机，有效地利用简单且传统的结构实现了短距离垂直起降飞行，机头处的旋翼高速旋转时，气流会在螺旋桨的作用下以较快的速度向集体后方流动，气流会作用在飞机的气动面上，(主要是副翼和襟翼)，这为飞机提供了短距离直升直降的起飞的也赋予了气动面在飞机低速运动时，气动面操纵飞机的能力。实现了固定翼飞机的直升直降。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：一种短距离直升直降飞机，包括机身、机翼系统、固定式旋翼和起落架；

3、所述的机翼系统包括主机翼、副翼和襟翼；主机翼位于机身上方，面积较大的副翼和襟翼分别位于机翼的外侧和内侧，具体面积尺寸根据飞机尺寸和重量进行设计；

4、所述固定式旋翼固定在机头处，在旋转时加速气流向后流动，与副翼和襟翼配合，将水平推力改变竖直向上的升力，在对地速度为零时，实现快速短距离垂直起飞；

5、所述起落架位于机身底部且对称分布在机身的纵轴两侧。

6、进一步地，其具有大面积的副翼和襟翼，在飞机起飞时，螺旋桨作为动力装置高速旋转，为飞行器起飞提供向前的推力，飞机的副翼和襟翼下压，螺旋桨高速旋转下带动的强劲气流作用在气动面上，配合气动面为飞机提供向上的升力。

7、进一步地，所述固定式旋翼方向沿着机身轴线，其为飞行器起飞提供向上的升力，帮助实现短距离直升直降的动力。

8、进一步地，所述起落架共有三个轮子，在飞机机身底部前方设有两个沿机身纵轴对称分布的起落架轮子，在机身底部后方有一个沿纵轴的起落架轮子。

9、进一步地，所述的机翼系统还包括垂直尾翼和水平尾翼，水平尾翼还包括升降舵和水平安定面，垂直尾翼包括垂直安定面和方向舵。

10、进一步地，升降舵和方向舵与安定面之间转动连接，由安装在机身尾部的舵机作为执行机构，进行一定的角度偏转。

11、进一步地，在主机翼和机身之间有若干个支撑杆，起到对机翼的加固和稳定的作用。

12、进一步地，飞机设置有灵活的向后舱口和可选的前舱进货口。

13、进一步地，飞机使用轻便的民用航材，包括针织材料和钢材。

14、进一步地，飞机采用活塞发动机，民用的燃油和汽油均作为飞机的燃料进行加注。

15、本发明的有益效果：

16、目前以f-35战机为代表的垂直起降飞机利用矢量推力喷气发动机实现垂直起降，但是高温热浪对于飞机跑道和甲板的侵蚀会非常严重，v-22鱼鹰战斗机利用可倾转的旋翼是现在垂直起降，但是操作起来难度大，极容易在旋翼倾转的过程中发生事故，本发明飞机巧妙地将固定式旋翼水平推力改变竖直向上的升力，不存在高温热浪对跑到的侵蚀作用，也避免了复杂的倾转旋翼。

17、本发明是第一架利用螺旋桨的水平推力配合大面积的副翼和襟翼提供飞机向上的升力从而实现短距离直升直降的飞行器。通过对控制面的气动设计和推进的适当比例，达到短距离起飞着落。也实现了失速速度为零的突破。可以实现在10m半径的户外场地短距离直升直降起飞。相比于倾转旋翼类型和矢量发动机，本发明设计的飞行器从控制难度和技术复杂度上都大大优于现有技术。

技术特征：

1.一种短距离直升直降飞机，其特征在于，包括机身、机翼系统、固定式旋翼和起落架；

2.根据权利要求1所述的短距离直升直降飞机，其特征在于，其具有大面积的副翼和襟翼，在飞机起飞时，螺旋桨作为动力装置高速旋转，为飞行器起飞提供向前的推力，飞机的副翼和襟翼下压，螺旋桨高速旋转下带动的强劲气流作用在气动面上，配合气动面为飞机提供向上的升力。

3.根据权利要求1所述的短距离直升直降飞机，其特征在于，所述固定式旋翼方向沿着机身轴线，其为飞行器起飞提供向上的升力，帮助实现短距离直升直降的动力。

4.根据权利要求1所述的短距离直升直降飞机，其特征在于，所述起落架共有三个轮子，在飞机机身底部前方设有两个沿机身纵轴对称分布的起落架轮子，在机身底部后方有一个沿纵轴的起落架轮子。

5.根据权利要求1所述的短距离直升直降飞机，其特征在于，所述的机翼系统还包括垂直尾翼和水平尾翼，水平尾翼还包括升降舵和水平安定面，垂直尾翼包括垂直安定面和方向舵。

6.根据权利要求1所述的短距离直升直降飞机，其特征在于，升降舵和方向舵与安定面之间转动连接，由安装在机身尾部的舵机作为执行机构，进行一定的角度偏转。

7.根据权利要求1所述的短距离直升直降飞机，其特征在于，在主机翼和机身之间有若干个支撑杆，起到对机翼的加固和稳定的作用。

8.根据权利要求1所述的短距离直升直降飞机，其特征在于，飞机设置有灵活的向后舱口和可选的前舱进货口。

9.根据权利要求1所述的短距离直升直降飞机，其特征在于，飞机使用轻便的民用航材，包括针织材料和钢材。

10.根据权利要求1所述的短距离直升直降飞机，其特征在于，飞机采用活塞发动机，民用的燃油和汽油均作为飞机的燃料进行加注。

技术总结
本发明公开了一种短距离直升直降飞机，属于飞行器领域，包括机身、机翼、螺旋桨和起落架。本发明的主要特征是第一架利用螺旋桨的水平推力配合大面积的副翼和襟翼提供飞机向上的升力从而实现飞机垂直起降的飞行器。实现了失速速度为零的突破。此外，在航空材料的选择上，本发明专利采用的是轻便的民用航材，并且本专利还具有快速的机翼拆卸机构，方便拆卸组装和运输；此外当发动机失效时，其具有自主盘旋落地的能力，最后，发动机的选型上采用活塞发动机，可以实现普通加油站加油，在燃料上使用民用的燃油和汽油。

技术研发人员：路精保,石宇昊,申鑫民
受保护的技术使用者：浙江大学宁波“五位一体”校区教育发展中心
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24