[发明专利]一种分布式动力倾转机翼飞机的布局与控制方法

权利要求书

1.一种分布式动力倾转机翼飞机的垂直起降模态控制方法，其特征在于，飞机机身包括：

前部鸭翼：通过前倾转轴连接机身，在0°到90°范围内转动；前部鸭翼为上下双层结构，层间通过垂直安定面支撑并形成涵道空间；涵道内安置动力系统，由舵机控制倾转；

机翼主翼：通过后倾转轴连接机身，在0°到90°范围内转动；机翼主翼为上下双层结构，层间通过垂直安定面支撑并形成涵道空间；涵道内安置动力系统，由舵机控制倾转；

动力系统：动力系统为电动涵道发动机；前部鸭翼涵道内至少安装两台发动机，机翼主翼涵道内安装六台发动机；左边前部鸭翼的一台发动机和右边机翼主翼的三台发动机为逆时针旋转发动机，右边前部鸭翼的一台发动机和左边机翼主翼的三台发动机为顺时针旋转发动机，发动机旋转方向设置考虑到垂直起落模态差速控制时的机身形变造成的影响；

该方法包括：

飞机在静止状态下启动发动机，螺旋桨转速足够高时其产生的升力将飞机拉起，进入悬停状态，在垂直起降过程中，差动左右各四个发动机转速可消除滚转偏差；差动前部鸭翼两个发动机和机翼主翼六个发动机转速，可消除俯仰偏差；消除航向偏差时，差动正反转发动机转速，利用发动机扭矩抵消部分航向偏差，同时由于正反转发动机交叉布置，利用飞机非刚性机身的特征，机身形变使前后拉力升力线由原垂直方向上转过方向相反角度，消除航向偏差，正反转发动机安置也经过分配，即当飞机需要逆时针偏航时，顺时针发动机需要加速，逆时针发动机需要减速，由于飞机并非为完全刚体，因此由于拉力的变化，前部鸭翼左边发动机转速下降，右边发动机转速上升，导致左边鸭翼向下、右边鸭翼向上发生形变；同理，左边机翼主翼向上，右边机翼主翼向下发生形变；形变导致拉力线改变，前部鸭翼部分拉力产生一个水平向左的分力，机翼主翼部分产生一个水平向右分力，这两个分力对机身产生了逆时针的偏航力矩，提高了机身偏航控制性。

2.根据权利要求1所述的一种分布式动力倾转机翼飞机的垂直起降模态控制方法，其特征在于：所述机翼主翼的翼面高于前部鸭翼的翼面。

3.根据权利要求1所述的一种分布式动力倾转机翼飞机的垂直起降模态控制方法，其特征在于： 在垂直起降及悬停模态，前、后倾转轴锁死，通过差动调整发动机的转速提供滚转力矩、俯仰力矩以及偏航力矩，最终通过这些力矩保持飞机的俯仰、滚转、偏航姿态稳定；

从悬停模态到平飞模态的转换，前、后倾转轴逐渐转动，带动所有发动机及前部鸭翼和机翼主翼逐渐由水平转到竖直进入平飞模态，在此过程中，飞机的三轴稳定性通过发动机差动以及前部鸭翼升降舵和机翼副翼配合保证；

进入平飞模态后，前、后倾转轴锁死以保证平飞的可靠性；平飞模态下，通过前部鸭翼升降舵，机翼副翼联合操纵获得飞机的俯仰及滚转力矩，通过前部鸭翼和机翼主翼的发动机差动获得偏航力矩；

实现平飞、悬停到垂直降落的转换过程相反。