[发明专利]一种菱形复合翼飞行器

说明书

本发明涉及一种菱形复合翼飞行器，包括机身，所述机身从前部至后部依次设置有前机翼、推力涵道、后机翼和尾翼；所述前机翼左右两端的翼尖均通过一连结翼与后机翼左右两端的翼尖相连，所述前机翼和后机翼上分别开设多个可提供垂直方向升力的升力风扇；所述的前机翼、后机翼和两个连结翼共同构成菱形复合翼；所述涵道倾转装置连接有推力涵道，该推力涵道能够相对机身作倾转运动以便在垂直起降模式和平飞巡航模式之间切换。本发明采取的方案在提升垂直起降性能的同时更加安全，多个升力风扇进行冗余，飞行器安全性高。

技术领域

本发明涉及航空飞行器设计领域，特别是一种菱形复合翼飞行器。

背景技术

菱形翼布局飞行器具有较轻的重量和较高的强度刚度、较小的诱导阻力、较大的升力系数，同时还具有良好的操纵性直接气动力控制能力，可为飞机提供独立的姿态或轨迹控制，改善飞行的响应品质。其不足之处在于飞行阻力大、飞行速度低；结构复杂、对材料要求较高等。我国的翔龙无人飞行器是当前世界上唯一一款采用联接翼气动布局的无人飞行器。

为进一步将菱形翼布局的优点应用在新型垂直起降的飞行器上——

申请号为“201910260979.9”的中国发明提出了“一种联接翼构型的新型垂直起降无人机”，其是通过在菱形翼下翼面上安装螺旋桨实现垂直起降飞行。但该设计方式直接增大了飞行器的飞行阻力。

申请号为“201610227947.5”的中国发明提出了“一种可垂直起降的高速飞行器及其控制方法”，其方案是通过将鱼鹰飞行器的可旋转螺旋桨与菱形翼简单结合，其垂直起降能力弱，飞行控制难度大。

如何设计发明一款多用途飞行器，同时拥有低空低速、高空长航、抗失速高机动的特性，具有菱形翼的气动布局优点，同时克服其缺陷，显得尤为重要。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种菱形复合翼飞行器，具有优秀的垂直起降能力。

本发明实施例中采用以下方案实现：一种菱形复合翼飞行器，包括机身，所述机身从前部至后部依次设置有前机翼、推力涵道、后机翼和尾翼；

所述前机翼左右两端的翼尖均通过一连结翼与后机翼左右两端的翼尖相连，所述前机翼和后机翼上分别开设多个可提供垂直方向升力的升力风扇；所述的前机翼、后机翼和两个连结翼共同构成菱形复合翼；

所述推力涵道能够相对机身作倾转运动以便在垂直起降模式和平飞巡航模式之间切换，其中，在所述垂直起降模式下，所述推力涵道倾转至喷出的气流竖直向下；在所述平飞巡航模式下，所述推力涵道倾转至喷出的气流水平并朝向机身后部。

优选地，所述前机翼采用下单翼结构安装在机身上，后机翼采用上单翼结构安装在机身上。

优选地，所述前机翼与机身前端衔接，所述后机翼与机身后端衔接，所述尾翼设置在后机翼与机身衔接位置的顶部。

优选地，所述升力风扇包括涵道壁、第一安装支架和升力单元，多个涵道壁分别对称地开设在前机翼和后机翼上，涵道壁连通机翼的上下面，所述第一安装支架架设在涵道壁内，所述升力单元设置在第一安装支架上。

优选地，所述推力涵道包括涵道外壳、第二安装支架和转动旋翼，涵道外壳可倾转地与机身连接，第二安装支架将转动旋翼固定设置在涵道外壳内部。

优选地，所述推力涵道通过连接一埋设在机身内部的涵道倾转装置实现倾转，所述涵道倾转装置包括机身隔框、轴承座、涵道转轴和直线舵机，所述机身隔框竖置在机身内部，所述轴承座为设置在机身隔框上的凸起，轴承座上开设供涵道转轴穿过的孔，所述涵道转轴由杆件和连接在杆件一端的摇臂组成，所述杆件的另一端与推力涵道固定连接，所述直线舵机的两端分别铰接在机身隔框和涵道转轴的摇臂上；所述直线舵机在工作时进行伸缩，直线舵机推动摇臂使所述涵道转轴转动以带动推力涵道倾转。

优选地，所述尾翼为T型尾翼。