[发明专利]一种新型可倾转旋翼垂直起降飞机

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种垂直起降飞机，特别是一种可倾转旋翼的垂直起降飞机。

【技术背景】

目前存在的垂直起降飞机主要可分为以下几种类型：

1 直升飞机；

2 多轴飞行器；

3 倾转旋翼飞机

这三种类型的垂直起降飞机起降非常方便。但第一类直升飞机的问题是，机械结构上相当复杂。一旦动力系统出现问题很难保证机上人员和飞机的安全。

第二类多轴飞行器，由于采用多旋翼结构，在部分旋翼系统故障的情况下依然有可能安全降落。

以上两种垂直起降的航空器由于其升力和前进的动力完全靠发动机或电机的螺旋桨旋转产生，其推重比往往要求大于1。在飞行过程中能耗较大。

第三类飞机如：结合了固定翼和垂直起降的缺点，使得飞行效率大为提高，航程更远，还兼具了垂直起降飞行器机动灵活的优点；这类飞机尤其具有代表性的是美军“鱼鹰”倾转旋翼机，中航庆安集团公司YY-1短距/垂直起降无人机以及以色列航宇工业公司生产的垂直起降倾转旋翼无人机“黑豹”。“鱼鹰”是基于两轴的飞行器，对飞行控制的要求非常高，“鱼鹰”的频繁出事使的大家寻求更易于操纵和安全的设计。倾转旋翼无人机“黑豹”是基于三轴的飞行器，易于操纵，安全性好，但是平飞行过程中，尾部螺旋桨不能提供向前的力；

【发明内容】

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种垂直起降的电动飞机。具有和倾转旋翼机相同的垂直起降性能和平飞过程中的低能耗特性并且比传统倾转旋翼飞机更加安全，更容易控制。

本发明所采用的技术方案是：一种垂直起降的飞机，它包括有前拉螺旋桨、后推螺旋桨和固定翼。其中，前拉螺旋桨和后推螺旋桨的轴向可以在水平和垂直方向来回倾转。在起降过程中，前拉螺旋桨和后推螺旋桨的轴线方向垂直于地平面。转向平飞过程中，前拉和后推螺旋桨的轴线方向逐渐从垂直于地平面转到与地平面水平的方向。前拉螺旋桨在飞机前侧给飞机提供拉力。后推螺旋桨在飞机后侧提供推力。前拉和后推螺旋桨的轴数大于等于4。常见的轴数可为：4、5、6、8、10、12、16、18、20；这样的设置使得在起降过程中少数旋翼系统故障的情况下，飞机依然可能安全降落，提高了整体的安全性能。

固定翼机翼，在水平飞行过程中产生定升力，减少能耗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可倾转多轴为起降的安全提供了适当的冗余，有更高的安全性并且降低了飞行控制的难度。平飞过程中固定翼提供抵消重量所需要的升力。使得飞行能耗较少。

从以上所述的内容，该类垂直升降飞机的未来的发展有广阔的前景。

【附图说明】

如附图所示：

图1垂直起降状态的飞机示意图；

图2可转向螺旋桨推进机构示意图；

图3平飞状态的飞机示意图；

图4一种4轴飞机示意图；

1a 前拉螺旋桨垂直工作状态、1b 前拉螺旋桨水平工作状态、2a 后推螺旋桨垂直工作状态、2b 后推螺旋桨水平工作状态、3 具有升力翼型的固定翼、4 机身、5 机头、6 尾翼；

【具体实施方案】

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不受该实施例的限制。如图1所示，在一种实施例中，本发明的垂直起降飞机有8个螺旋桨。其中4个在前侧为前拉螺旋桨，4个在后侧为后推螺旋桨。在图1所示的状态中8个螺旋桨转轴方向都处于垂直方向。

如图2所示，前拉螺旋桨和后推螺旋桨的旋转轴方向可以旋转90度，1a为前拉螺旋桨垂直工作状态，1b为前拉螺旋桨水平工作状态。2a为后推螺旋桨垂直工作状态，2b为后推螺旋桨水平工作状态。

如图3所示，该8轴垂直起降飞机的前拉、后推螺旋桨都处于水平状态。

在垂直起降的过程中，螺旋桨的转轴都处于垂直状态。等同于传统多轴飞行器。在起飞之后螺旋桨的转轴方向逐步从垂直方向旋转到水平方向。螺旋桨做功于推动飞机向前飞。飞机的固定翼产生的升力与飞机的重力相抵消。

如图4所示，为此类飞机的一种可能的4轴形式。该飞机的固定翼连接成一个箱形。该飞机具有2个前拉螺旋桨和2个后推螺旋桨。