[发明专利]一种可倾转涵道风扇的垂直升降固定翼飞行器

说明书

本发明公开了一种可倾转涵道风扇的垂直升降固定翼飞行器，在飞行器的左前和右前机翼的后边沿外侧上方各安装有一个可倾斜旋转的涵道风扇5和9，在机尾部边沿外侧尾翼的中间安装有一个可倾斜旋转的涵道风扇6，涵道风扇5、6和9为电驱动；当涵道风扇5、6和9的轴线处于垂直方向时，升力的大小决定飞行器垂直方向的上升或下降；垂直起飞时，升到预定高度涵道风扇开始同步倾斜旋转产生向前分力，飞行器向前平飞，当涵道风扇旋转为水平方向时，就转变为由固定翼产生升力，涵道风扇提供推力，飞行器巡航飞行；垂直降落时，涵道风扇同步旋转为垂直方向，水平飞行速度逐渐减小为零，控制并减小涵道风扇的出力飞行器开始降落。

技术领域

本发明涉及一种垂直升降固定翼飞行器，特别是涉及一种采用可倾斜旋转涵道风扇的垂直升降固定翼飞行器。

背景技术

固定翼飞行器和旋翼直升机各有特色，将用于垂直升降的旋翼与固定翼相结合的飞行器已有应用，这种垂直升降固定翼飞行器得益于飞控技术的完善而发展，这种既可垂直升降又能巡航平飞的飞行器兼具了两种飞行器的优点。

在垂直升降固定翼飞行器中一类是尾座式垂直升降固定翼飞行器，这类飞行器在起飞时机身为垂直状态，上升到一定高度以后转为平飞，在降落时需要机身由平飞状态转垂直状态，整机在机身转换姿态时重心位置发生变化，应用受限。

一类较多的应用是垂直升降固定翼飞行器将水平旋翼组装在固定机翼上，水平旋翼主要工作在飞行器的上升和降落阶段，由机尾的螺旋桨推动飞行器转入平飞，水平旋翼在平飞时停止工作或仅用于姿态调整，在飞行器平飞阶段依靠固定机翼获得升力，这种机型可以实现较长航时的飞行，多用于小型机。

将可倾斜旋转的旋翼与固定翼进行组合有了较多的应用，更好的体现了旋翼飞行器的起降特点和固定翼飞行器的基本优点，可倾斜旋转旋翼固定翼飞行器在垂直起降与平飞之间的转换已能很好的过渡，这种飞行器显示了良好的应用前景；常见的有旋翼单独倾斜旋转的飞行器，起降阶段通过控制旋翼转速改变升力并调节姿态，在升降与平飞转换阶段旋翼的倾斜角度进行改变，垂直和前飞的分力因此发生变化，在飞行器进入平飞时旋翼倾斜旋转到向前飞行方向，旋翼主要产生前进的推力，固定翼产生升力；还有一种旋翼与固定翼一起同时倾斜旋转的飞行器。

不足的是中小型旋翼飞行器因为旋翼位置较低，容易发生碰撞损坏浆叶，甚至因人员接近而发生安全事故，很多飞行器由此而加装旋翼保护圈；可倾斜旋转旋翼固定翼飞行器的旋翼由于需要倾斜旋转，对其的保护就显得困难。

中大型旋翼飞行器的旋翼直径很大，起飞时不能旋转到水平推力的位置，难以利用固定翼实现滑跑起飞。

涵道风扇是一种航空动力来源，得益于现代飞控技术的提高，由可倾斜旋转的涵道风扇替换旋翼为新型飞行器的设计提供了可行的技术方案。

混合/分布式电驱动是未来飞行器的发展方向，可以灵活分布的电动涵道风扇可增大涡轮发电机的等效涵道比，采用电动涵道风扇已是重要的技术方向。

发明内容

为克服可倾旋翼固定翼飞行器难以滑跑起飞的不足，本发明选择涵道风扇作为飞行器的动力，由于涵道风扇的浆叶安装在涵道之内，风扇浆叶得到了保护，接近的人员也较为安全，

本发明将涵道风扇设计为可倾斜旋转，通过与固定翼飞行器相结合，为大中小型的飞行器利用固定翼在承载较大载荷时实现短距离滑跑起飞和降落成为可能，巡航时利用固定翼的升力节约能源使飞行器的航程得到增加。

本发明通过以下技术方案来实现：

本发明选择在飞行器机身的左右两侧前机翼的后边沿外侧之上部设置涵道风扇，在机尾的后边沿外侧之上部同时设置涵道风扇，在垂直起降时涵道风扇产生的升力中心与飞行器的重心和前后固定翼的升力中心基本重合，飞行器的稳定性好，安全性得到提高。