[发明专利]一种新型垂直起降飞行器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空模型领域，尤其是涉及一种新型垂直起降飞行器及其控制方法。

背景技术

现有的垂直起降并具备水平固定翼飞行模式的飞机的结构，如美国的鱼鹰运输机，其在垂直起飞模式下的俯仰控制是采用两个主旋翼上的变螺距结构实现的，其基本原理和现有的直升机是完全一样的，并没有任何的技术上的创新，这种结构虽然能有效控制俯仰，但是有以下明显的缺点：

1结构过于复杂，加工精度要求高，不便于维护；

2结构重量大，由于结构联接件多，为了保证结构强度必然将部件做得很粗大，从而降低了减重的可能性。

发明内容

本发明为解决以上问题，为此提供了一种采用全新结构的能大大简化主旋翼的结构、降低重量、降低成本、节能、可延长续航能力的新型垂直起降飞行器及其控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种新型垂直起降飞行器，其特征在于，包含飞行器本体，所述飞行器本体上包含机身、至少一对机翼和尾翼，在所述飞行器的机翼上，对称设有两个或两个以上可倾转螺旋翼，在飞行器的机身从前往后的水平轴线上，在机翼之后、靠近飞行器尾翼的中央，垂直于机身设置有一个小型的涵道风扇系统，所述飞行器的重心设置于可倾转螺旋翼与涵道风扇系统几个动力系统之间并位于机身水平轴线之上，所述可倾转螺旋翼的螺旋桨驱动结构采用固定翼的螺旋桨驱动结构。

作为优选，所述飞行器包含一对对称设置在机身上的机翼和两个可倾转螺旋翼，所述两个可倾转螺旋翼分别设置在两个机翼的翼尖，所述飞行器的重心设置于两个可倾转螺旋翼的连线与机身水平轴线的交点与涵道风扇系统在机身水平轴线上的点这两点之间。

作为优选，所述涵道风扇系统隐藏在机体结构内，在平飞时不会产生过多的空气阻力。

作为优选，所述涵道风扇系统连接飞行器的主电力系统和控制系统，由主控制系统控制其开关和转速调节。

本发明还提供了上述新型垂直起降飞行器的控制方法，技术方案如下：

上述新型垂直起降飞行器的控制方法，由设置在飞行器本体内部的操作系统控制：

当飞行器垂直起飞时，控制可倾转螺旋翼与地面垂直固定朝上，开启，以产生升力，涵道风扇系统开启以产生向上的力；

当飞行器从垂直起飞向平飞切换时，可倾转螺旋翼由与地面垂直向上转向水平向前，在此切换过程中，涵道风扇系统的风扇转速提高，使得飞行器的重心得以平衡，实现飞行器的俯仰控制，所述涵道风扇系统风扇转速的调节标准以可倾转螺旋翼产生的升力同涵道风扇系统所产生的升力与飞行器重力之间相平衡为标准；即，在这个过程中，只需要操纵系统改变旋翼上升力的大小和涵道风扇的升力，而不需要改变旋翼升力倾斜的方向，即省去了在主旋翼上设置变螺距结构的设计，使得主旋翼只采用固定翼的螺旋桨驱动结构即可，简化了现有技术中的结构，利于维护，重量轻，节约能源；

当飞行器平飞时，可倾转螺旋翼固定水平朝前以产生向前的推力，涵道风扇系统关闭，使飞行器像固定翼螺旋桨飞机一样依靠机翼产生升力飞行；

当飞行器在平飞过程中出现横侧即左右方向不稳时，要实现飞行器的横侧稳定控制时，通过调整可倾转螺旋翼的转速实现；

当飞行器从平飞需要提高或降低高度向垂直起降切换时，可倾转螺旋翼由水平向前转向垂直向上，在此切换过程中，涵道风扇系统开始启动，并通过控制系统，调节转速来保持机身俯仰姿态的稳定，当需要降落时，通过同时合理的减小可倾转螺旋翼螺旋桨和涵道风扇系统的推力来实现；

当飞行器悬停时，可倾转螺旋翼方向固定朝上以产生升力，涵道风扇系统开启以产生向上的力。