[发明专利]一种矢量动力垂直起降飞机及其矢量动力系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种飞行器及其矢量动力系统，特别是具有垂直起降功能的飞行器的技术领域。

背景技术：

现有技术中，在飞行器中，固定翼飞机具有飞行速度快，航程长的优点，但是需要修建机场跑道为其起降，这不仅增加了使用成本，也限制了固定翼飞机应用的范围和使用的领域。虽然直升机具有垂直起降及空中悬停等独特的飞行能力，它不需要特殊的起降机场，几乎可以在任何地点进行起飞降落，但是直升机也有自身的缺点，如飞行速度低、航程小等。因此自飞行器被发明以来，人们就一直在寻求既能快速飞行又能垂直起降的飞行器，在这样的需求推动下，飞机设计师们提出了各种方案的垂直起降飞机包括复合式直升机、装备推力矢量发动机、升力发动机的喷气式飞机、旋转机翼式飞机、倾转旋翼飞机等等，其中，目前主要的形式为采用旋翼周期变距方案进行垂直起降的倾转旋翼飞机，但这种飞机的操纵系统结构比较复杂、成本较大、对飞机的制造材料要求很高，而且，这种飞机的结构不紧凑，停放时占地面积大。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术之不足，提供一种矢量动力垂直起降飞机，具有结构简单、制造成本低、能耗较低、载重量较大、航程较远和飞行速度比较快且适用范围广等优点。

按照本发明提供的一种矢量动力垂直起降飞机，包括机身、固定机翼，其特征在于：还包括前倾动力系统和动力短舱，所述的前倾动力系统包括桨毂、桨叶、发动机固定支架和发动机，所述的前倾动力系统通过可倾转的动力短舱系统设置在所述的固定机翼前缘，还包括有尾桨系统。

根据本发明提供的一种矢量动力垂直起降飞机，还包括如下附属技术特征：

所述的尾桨系统包括尾桨桨毂、尾桨桨叶、发动机。

所述的前倾动力系统与尾桨系统呈三角形设置，所述的三角形的重心与飞机的重心重合。

所述的尾桨系统设置在机身尾部上方。

所述的动力短舱相对固定机翼可倾转的角度为0-90°之间，即动力短舱通过倾转可以与固定机翼所在平面从水平到垂直的位置发生变化。

本发明还提供另一种矢量动力垂直起降飞机，包括机身、固定机翼，其特征在于：还包括前倾动力系统和动力短舱，所述的前倾动力系统包括桨毂、桨叶、发动机固定支架和发动机，所述的前倾动力系统通过动力短舱系统和倾转轴可同轴倾转地设置在所述的机身前端两侧，还包括有尾桨系统。

所述的尾桨系统可相对于机身左右倾转地设置在机身尾部上方。

所述的前倾动力系统与尾桨系统呈三角形设置，所述的三角形的重心与飞机的重心重合。

所述的尾桨系统包括尾桨桨毂、尾桨桨叶、发动机、齿轮箱和齿轮传动轴，所述的尾桨桨毂与尾桨桨叶固定连接，尾桨桨毂安装在所述的发动机上，所述的发动机安装在所述的齿轮箱内，所述的齿轮传动轴安装在机身尾部并与齿轮箱相连接；所述的齿轮传动轴通过齿轮箱控制尾桨桨毂和尾桨桨叶的倾转。

本发明还提供一种垂直起降飞机用矢量动力系统，包括前倾动力系统和动力短舱，所述的前倾动力系统包括桨毂、桨叶、发动机固定支架和发动机，所述的前倾动力系统通过可倾转的动力短舱系统设置在所述的固定机翼前缘，还包括有尾桨系统，所述的尾桨系统包括尾桨桨毂、尾桨桨叶、发动机，所述的尾桨系统设置在机身尾部上方，按本发明提供的垂直起降飞机用矢量动力系统，可适用于多种需要垂直起降的飞机。

本发明还提供另一种垂直起降飞机用矢量动力系统，包括前倾动力系统和动力短舱，所述的前倾动力系统包括桨毂、桨叶、发动机固定支架和发动机，所述的前倾动力系统通过动力短舱系统和倾转轴可同轴倾转地设置在所述的机身前端两侧，还包括有尾桨系统，所述的尾桨系统包括尾桨桨毂、尾桨桨叶、发动机，所述的尾桨系统可相对于机身左右倾转地设置在机身尾部上方，按本发明提供的垂直起降飞机用矢量动力系统，可适用于多种需要垂直起降的飞机。

按照本发明提供的矢量动力垂直起降飞机及垂直起降飞机用矢量动力系统，，采用了围绕飞机重心、按照三角形的布局安装的三台发动机直接驱动各自的定距螺旋桨或者可变螺距螺旋桨的形式，这样不需使用各种复杂传动机构、减速机构和类似直升机旋翼的复杂操纵机构的设计，三角形的布局的两台前倾动力系统位于飞机主翼前，一台尾桨系统位于主机翼后，这样在垂直起降形态，桨叶尾流避开了飞机主翼，这样的设计不需要使用机翼的同步倾转，或者大面积的襟翼下垂或百叶窗机翼等等复杂超重的机翼结构，减少了主翼对桨叶下洗流的遮蔽所造成的升力损失。

附图说明：