一種可垂直起降的尾座式三旋翼鴨式布局飛行器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器，由機(jī)身、機(jī)翼、鴨翼、垂直尾翼和動(dòng)力裝置組成，機(jī)身的頭部安裝有鴨翼，機(jī)身的尾部?jī)蓚?cè)為機(jī)翼，機(jī)身尾部的下方設(shè)置有垂直尾翼；機(jī)翼翼尖部位和垂直尾翼翼尖部位分別設(shè)置有動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置為變距螺旋槳。機(jī)翼后緣安裝有升降副翼，垂直尾翼后緣安裝有方向舵，鴨翼后緣安裝有升降舵。三旋翼鴨式布局飛行器的機(jī)翼翼尖、垂直尾翼翼尖和機(jī)身尾端共同構(gòu)成四個(gè)支撐點(diǎn)，在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，四個(gè)支撐點(diǎn)使飛行器豎直向上地停靠在地面；飛行器垂直起降響應(yīng)速度快，垂直起降時(shí)具有良好的穩(wěn)定性。飛行器采用鴨式布局，能以固定翼方式高速平飛，飛行時(shí)間長(zhǎng)，并具有良好的操縱性和機(jī)動(dòng)性。

Tail mounted type three rotor canard type flying vehicle capable of vertically taking off and landing

The invention discloses a VTOL tail seat type three rotor canard aircraft, consisting of fuselage, wings, canards, vertical stabilizer and a power device, the fuselage head fitted with canards, the rear of the frame on both sides of the wing, fuselage vertical tail wing is arranged below the rear wing and parts; the vertical tail wing tips are respectively provided with a power device, power device for variable pitch propeller. The rear edge of the wing is provided with a lifting aileron, and the rear edge of the vertical tail fin is provided with a rudder, and the rear edge of the canard wing is provided with a lifting rudder. Three rotor canard aircraft wing and vertical tail wing and fuselage tail composed of four supporting points, in the stop state, the four supporting points of the vehicle vertical upward docked on the ground; vertical take-off and landing aircraft with fast response speed, vertical takeoff and landing with good stability. The aircraft adopts canard layout, which can fly at high speed with fixed wings, with long flight time and good maneuverability and maneuverability.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種可垂直起降的尾座式三旋翼鴨式布局飛行器
本專利技術(shù)涉及一種垂直起降的飛行器，具體地說(shuō)，涉及一種可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器。
技術(shù)介紹
飛行器設(shè)計(jì)專家和研究人員一直在嘗試設(shè)計(jì)一種能夠短距離或垂直起降的飛行器。以解決固定翼飛行器受起降場(chǎng)地限制和傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)存在飛行速度慢、續(xù)航時(shí)間短的缺陷，以及現(xiàn)有尾坐式垂直起降固定翼無(wú)人駕駛飛行器操縱效率低、抗風(fēng)性差的問(wèn)題。目前在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)人飛行器一般分為固定翼飛行器與旋翼飛行器兩種類型，常規(guī)的固定翼無(wú)人飛行器雖然具有速度快、航程遠(yuǎn)和巡航時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，但起降距離長(zhǎng)，要求高質(zhì)量的跑道，起降受到地理環(huán)境的限制，無(wú)法進(jìn)行空中懸停，因而應(yīng)用受到限制；而旋翼無(wú)人飛行器可以在復(fù)雜狹小的場(chǎng)地垂直起降，不受起降場(chǎng)地的限制，但旋翼效率遠(yuǎn)不如固定翼飛機(jī)的機(jī)翼，功耗大，飛行阻力大，因而影響飛行速度以及續(xù)航時(shí)間。隨著無(wú)人飛行器的廣泛應(yīng)用，對(duì)無(wú)人飛行器的起降性能和續(xù)航性能要求大幅提高，由于可垂直起降的固定翼飛行器兼有固定翼飛行器速度快、航程遠(yuǎn)、巡航時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)和旋翼飛行器可在山地、叢林、艦船甲板等復(fù)雜狹小區(qū)域進(jìn)行全地形起降的能力，因此，可垂直起降的固定翼無(wú)人飛行器已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。現(xiàn)有可垂直起降的固定翼無(wú)人飛行器包括傾轉(zhuǎn)動(dòng)力式和尾座式兩類。傾轉(zhuǎn)動(dòng)力式垂直起降固定翼無(wú)人飛行器,通過(guò)傾轉(zhuǎn)旋翼或噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)使動(dòng)力實(shí)現(xiàn)從水平到垂直的相互轉(zhuǎn)換，動(dòng)力方向變?yōu)榇怪睍r(shí)通過(guò)克服重力進(jìn)行垂直起降和懸停，變?yōu)樗綍r(shí)通過(guò)克服空氣阻力進(jìn)行水平前飛。這種垂直起降方式的缺點(diǎn)是動(dòng)力傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)會(huì)增加結(jié)構(gòu)重量和復(fù)雜程度、降低可靠性。如美國(guó)的V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)控制難度大，頻繁發(fā)生飛行事故，機(jī)構(gòu)復(fù)雜且結(jié)構(gòu)重量大，降低了其飛行性能。尾座式垂直起降固定翼無(wú)人飛行器的動(dòng)力方向固定，無(wú)需動(dòng)力傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，但現(xiàn)有的尾坐式垂直起降固定翼飛行器存在明顯缺陷。專利CN204822068U公開(kāi)了“一種尾坐式垂直起降飛行器”，該尾坐式垂直起降飛行器采用的技術(shù)方案是其飛行器本體包括主機(jī)身翼板，主機(jī)身翼板相對(duì)的兩側(cè)邊上各套接有機(jī)身翼板組件；主機(jī)身翼板的前部設(shè)置有兩個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸連接一個(gè)螺旋槳，主機(jī)身翼板的尾部連接有兩組舵面組件。其不足之處是垂直起降與懸停階段，在螺旋槳滑流作用下，通過(guò)氣動(dòng)舵面偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生操縱力矩，操縱效率低，抗風(fēng)性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服固定翼飛機(jī)受起降場(chǎng)地限制和旋翼直升機(jī)存在飛行速度慢、續(xù)航時(shí)間短的缺陷，本專利技術(shù)提出一種可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:包括機(jī)身、機(jī)翼、鴨翼、垂直尾翼、動(dòng)力裝置,所述機(jī)身的頭部安裝有一對(duì)鴨翼，機(jī)身尾部?jī)蓚?cè)為機(jī)翼，機(jī)身尾部的下方設(shè)置有垂直尾翼，且垂直尾翼的中心線與機(jī)身軸線位于同一豎直平面內(nèi)；機(jī)翼翼尖部位和垂直尾翼翼尖部位分別設(shè)置有動(dòng)力裝置；機(jī)翼后緣安裝有升降副翼，垂直尾翼后緣安裝有方向舵，鴨翼后緣安裝有升降舵；所述機(jī)翼的翼尖、所述垂直尾翼的翼尖與所述機(jī)身的尾端共同構(gòu)成四個(gè)支撐點(diǎn)，在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，四個(gè)支撐點(diǎn)使飛行器豎直向上地停靠在地面；所述動(dòng)力裝置為三組，其中兩組動(dòng)力裝置為變矩螺旋槳，動(dòng)力裝置對(duì)稱安裝在兩側(cè)機(jī)翼翼尖部位，機(jī)翼翼尖的變矩螺旋槳與機(jī)翼翼尖渦反向旋轉(zhuǎn)，以減小機(jī)翼的誘導(dǎo)阻力；另外一組動(dòng)力裝置為周期變矩螺旋槳，動(dòng)力裝置設(shè)置在垂直尾翼翼尖部位，且動(dòng)力裝置的轉(zhuǎn)軸與機(jī)身的軸線相平行。所述機(jī)身內(nèi)安裝有蓄電池或活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，蓄電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)力裝置，或通過(guò)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置。可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器飛在垂直起降、懸停和低速飛行階段是依靠動(dòng)力裝置一起工作平衡飛行器重力，保持總拉力不變，通過(guò)減小兩側(cè)機(jī)翼翼尖上的螺旋槳轉(zhuǎn)速/槳矩，增加垂直尾翼上的螺旋槳轉(zhuǎn)速/槳矩，同時(shí)垂直尾翼上的螺旋槳槳盤側(cè)向偏轉(zhuǎn)抵消螺旋槳反扭矩，使飛行器上仰，反之亦然；保持總拉力不變，增加左側(cè)機(jī)翼上的螺旋槳轉(zhuǎn)速/槳矩，減小右側(cè)機(jī)翼上的螺旋槳轉(zhuǎn)速/槳矩，同時(shí)垂直尾翼上的螺旋槳槳盤側(cè)向偏轉(zhuǎn)抵消螺旋槳反扭矩，使飛行器向右滾轉(zhuǎn)，反之亦然；保持總拉力不變，依靠垂直尾翼上的螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反扭矩，使飛行器偏航，反之亦然。水平飛行階段是依靠機(jī)翼和鴨翼產(chǎn)生的氣動(dòng)升力平衡重力，依靠動(dòng)力裝置產(chǎn)生的推進(jìn)力克服空氣阻力高速前飛，可進(jìn)行久航、遠(yuǎn)航飛行，鴨翼上的升降舵進(jìn)行俯仰控制，機(jī)翼上的副翼進(jìn)行滾轉(zhuǎn)控制，垂直尾翼上的方向舵進(jìn)行偏航控制。有益效果本專利技術(shù)提出的可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器，由機(jī)身、機(jī)翼、鴨翼、垂直尾翼和動(dòng)力裝置組成，機(jī)身的頭部安裝有鴨翼，機(jī)身的尾部?jī)蓚?cè)為機(jī)翼，機(jī)身尾部的下方設(shè)置有垂直尾翼；機(jī)翼翼尖部位和垂直尾翼翼尖部位分別設(shè)置有動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置為變距螺旋槳。機(jī)翼后緣安裝有升降副翼，垂直尾翼后緣安裝有方向舵，鴨翼后緣安裝有升降舵。三旋翼鴨式布局飛行器的機(jī)翼翼尖、垂直尾翼翼尖和機(jī)身尾端共同構(gòu)成四個(gè)支撐點(diǎn)，在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，四個(gè)支撐點(diǎn)使飛行器豎直向上地停靠在地面；飛行器垂直起降響應(yīng)速度快，垂直起降時(shí)具有良好的穩(wěn)定性。飛行器采用鴨式布局，能以固定翼方式高速平飛，飛行時(shí)間長(zhǎng)，并具有良好的操縱性和機(jī)動(dòng)性。本專利技術(shù)可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器采用垂直起降方式，能在很大程度上減小對(duì)起降場(chǎng)地的要求。飛行器采用三旋翼加變矩螺旋槳，響應(yīng)速度更快，具有良好的操縱性以及抗風(fēng)性能。飛行器在水平飛行過(guò)程中,以固定翼方式飛行，能量消耗小，飛行速度快，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，并具有良好的穩(wěn)定性。附圖說(shuō)明下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)一種可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本專利技術(shù)可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器飛行狀態(tài)俯視圖。圖中:1.機(jī)身2.機(jī)翼3.鴨翼4.垂直尾翼5.動(dòng)力裝置具體實(shí)施方式本實(shí)施例是一種可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器。參閱圖1、圖2，本實(shí)施例可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器，包括飛行狀態(tài)呈水平位置的機(jī)身1，機(jī)身1為流線型結(jié)構(gòu)，在機(jī)身1的頭部?jī)蓚?cè)對(duì)稱安裝有一對(duì)鴨翼3，鴨翼3的后緣安裝有升降舵，在機(jī)身1的尾部設(shè)置有一對(duì)機(jī)翼2，機(jī)翼為上單翼布局，具有非負(fù)的上反角，在機(jī)翼2后緣安裝有副翼；在機(jī)身1尾部下方設(shè)置有一個(gè)垂直尾翼4，垂直尾翼4后緣安裝有方向舵。機(jī)翼2的翼尖、垂直尾翼4的翼尖共同構(gòu)成三個(gè)支撐點(diǎn)，或機(jī)翼2的翼尖、垂直尾翼4的翼尖以及機(jī)身1尾端共同構(gòu)成四個(gè)支撐點(diǎn)，在停飛狀態(tài)時(shí)，三個(gè)支撐點(diǎn)或四個(gè)支撐點(diǎn)使飛行器豎直向上地停靠在地面；通過(guò)三個(gè)支撐點(diǎn)或這四個(gè)支撐點(diǎn)作為飛行器起降的支點(diǎn)，無(wú)需額外安裝起落架。在本實(shí)施例中，機(jī)翼2的翼尖、垂直尾翼4的翼尖及機(jī)身1尾端共同構(gòu)成四個(gè)支撐點(diǎn)。本實(shí)施例中,動(dòng)力裝置5為三組，其中兩組動(dòng)力裝置5為變矩螺旋槳，動(dòng)力裝置5對(duì)稱安裝在兩側(cè)機(jī)翼2翼尖部位，機(jī)翼2翼尖的變矩螺旋槳與機(jī)翼2翼尖渦反向旋轉(zhuǎn)，以減小機(jī)翼的誘導(dǎo)阻力，提高氣動(dòng)效率；另外一組動(dòng)力裝置5為周期變矩螺旋槳，動(dòng)力裝置5設(shè)置在垂直尾翼翼尖部位，且動(dòng)力裝置5的轉(zhuǎn)軸與機(jī)身1的軸線相平行。機(jī)身1內(nèi)安裝有蓄電池或活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，蓄電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)力裝置5，或通過(guò)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置5。本實(shí)施例可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器，各飛行狀態(tài)的控制方式如下:地面停靠階段:機(jī)翼2翼尖本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器，其特征在于:包括機(jī)身、機(jī)翼、鴨翼、垂直尾翼、動(dòng)力裝置,所述機(jī)身的頭部安裝有一對(duì)鴨翼，機(jī)身尾部?jī)蓚?cè)為機(jī)翼，機(jī)身尾部的下方設(shè)置有垂直尾翼，且垂直尾翼的中心線與機(jī)身軸線位于同一豎直平面內(nèi)；機(jī)翼翼尖部位和垂直尾翼翼尖部位分別設(shè)置有動(dòng)力裝置；機(jī)翼后緣安裝有升降副翼，垂直尾翼后緣安裝有方向舵，鴨翼后緣安裝有升降舵；所述機(jī)翼的翼尖、所述垂直尾翼的翼尖與所述機(jī)身的尾端共同構(gòu)成四個(gè)支撐點(diǎn)，在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，四個(gè)支撐點(diǎn)使飛行器豎直向上地停靠在地面；所述動(dòng)力裝置為三組，其中兩組動(dòng)力裝置為變矩螺旋槳，動(dòng)力裝置對(duì)稱安裝在兩側(cè)機(jī)翼翼尖部位，機(jī)翼翼尖的變矩螺旋槳與機(jī)翼翼尖渦反向旋轉(zhuǎn)，以減小機(jī)翼的誘導(dǎo)阻力；另外一組動(dòng)力裝置為周期變矩螺旋槳，動(dòng)力裝置設(shè)置在垂直尾翼翼尖部位，且動(dòng)力裝置的轉(zhuǎn)軸與機(jī)身的軸線相平行。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種可垂直起降的尾坐式三旋翼鴨式布局飛行器，其特征在于:包括機(jī)身、機(jī)翼、鴨翼、垂直尾翼、動(dòng)力裝置,所述機(jī)身的頭部安裝有一對(duì)鴨翼，機(jī)身尾部?jī)蓚?cè)為機(jī)翼，機(jī)身尾部的下方設(shè)置有垂直尾翼，且垂直尾翼的中心線與機(jī)身軸線位于同一豎直平面內(nèi)；機(jī)翼翼尖部位和垂直尾翼翼尖部位分別設(shè)置有動(dòng)力裝置；機(jī)翼后緣安裝有升降副翼，垂直尾翼后緣安裝有方向舵，鴨翼后緣安裝有升降舵；所述機(jī)翼的翼尖、所述垂直尾翼的翼尖與所述機(jī)身的尾端共同構(gòu)成四個(gè)支撐點(diǎn)，在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，四個(gè)支撐點(diǎn)使飛行...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張子健，盧偉，楊會(huì)濤，龔喜盈，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西安愛(ài)生技術(shù)集團(tuán)公司，西北工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：陜西,61