[发明专利]带操作舵面的倾转机身式混合多态飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多态飞行器，具体地，涉及一种带操作舵面的倾转机身式混合多态飞行器，机身、电机、螺旋桨相对固定，机身整体倾转。

背景技术

传统的固定翼飞行器对起降场地有限制，大部份固定翼机都需要机场升降，需要有较长的跑道供起降，对起降的条件要求比较苛刻。

传统的多旋翼飞行器的依靠多个旋翼产生的力来克服重力并提供前进的动力。在水平前飞的过程中，多个旋翼产生的力只有一部分用来提供前进的动力，其余的力要提供向上的升力以克服重力保持高度，所以功耗大，效率低，续航能力不足。

传统的倾转旋翼飞行器采用的是相对于机身可旋转的动力装置，比如安装的机翼上的可旋转短舱、可旋转的旋翼吊架等。这些设计对于载人飞行器有一定的优势，但是对于无人机，机身的倾转并不影响其性能。此外，相对于机身可旋转的动力装置通常需要更多的维护和更加复杂的机械结构，而后者通常会限制维护和安全检查。再者，这些设计中基本采用的是无操作舵面的固定翼，这样的设计不仅增加了旋翼电机的控制难度，而且耗能较大，因为在实现俯仰、横滚、调整航向角等动作时，旋翼电机频繁改变转速，其耗能一般大于舵机的耗能。

如专利公布号为102627146A的中国发明，该发明提供一种具有固定发动机布置的倾转旋翼飞行器，其系统包括用于倾转旋翼飞行器的发动机和吊架结构，其中，发动机相对于飞行器的机翼部分固定，而吊架是可旋转的。吊架支撑具有多个旋翼叶片的旋翼桨载。吊架的旋转允许飞行器选择性地在直升机模式、飞机模式及其组合模式下飞行。

又如专利公布号为103072688A的中国发明，该发明名称为“可倾转四旋翼飞行器”，其公开了一种可倾转四旋翼飞行器，包括机身，机身的前端对称安装有第一、第二固定机翼，机身的后端对称安装有第二、第四固定机翼，其中，第一、第二、第二、第四固定机翼的端部分别对应安装有第一、第二、第二、第四旋翼转向装置，第一、第二、第二、第四旋翼转向装置上各安装有一套旋翼。本发明通过在四个固定机翼土安装携带有旋翼的旋翼转向装置，当旋翼转向装置倾转时，带动旋翼转动，进而实现了飞行器的水平前飞与垂直升降飞行模式的转换:此外，由于旋翼转向装置工作可靠性高，旋翼的空间位置布置合理，使得飞行器巡航升力大，飞行平稳，机械结构简单，工作可靠性提高。

以上现有技术一个是采用的可旋转吊架，另一个是采用的旋翼转向装置，虽然旋转或倾转的部位不一样，但是思路却差不多，即维持机身不倾转，将动力装置旋转，使动力装置产生的力的方向在近似垂直方向与近似水平方向之间倾转，这种思路在英国的鹞式战机、美国的F35B战机上都有体现；这些设计一般都要求复杂的机械结构，更多的零件，对这些机械结构和零件的保养要求也更高，其可靠性必然降低，维护难度与成本必然增加。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种带操作舵面的倾转机身式混合多态飞行器，机械结构简单，既能垂直起降和定点悬停，又可以高速远距离巡航，并能在这两种飞行状态自由切换。

为实现上述目的，本发明提供一种带操作舵面的倾转机身式混合多态飞行器，所述飞行器包括机身，所述机身包括平行对称放置的两固定机翼及中间的支撑架，两固定机翼上共安装有四套旋翼；两固定机翼上安装有操作舵面，通过舵机控制舵面的旋转，实现俯仰、横滚、调整航向角动作。

所述第一、第二固定机翼在中部对称的位置上各安装两套电机，电机上安装螺旋桨。

所述相邻螺旋桨的旋转方向相反。

所述第一、第二固定机翼上安装有操作舵面的副翼。

本发明多态飞行器在垂直起降或定点悬停的飞行状态时，四个旋翼组成的平面近似水平；多态飞行器在巡航飞行状态时，四个电机组成的平面与水平面近似垂直；多态飞行器处于过渡状态时，机身处于倾转状态，四个电机组成的平面与水平面有夹角。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的倾转机身式混合多态飞行器，通过在两个固定机翼上安装旋翼，当处于垂直升降定点悬停、过渡飞行状态时，利用飞行控制系统程控制四个旋翼电机的转速差，实现飞行姿态的控制；当处于巡航飞行状态时，固定机翼可以提供升力，四个旋翼电机的转速基本相同，利用飞行控制系统程控制四个舵机，使操作舵面旋转，实现俯仰、横滚、调整航向角等动作，使得多态飞行器效率高，续航能力出色，机械结构简单，工作可靠性提高。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：