[发明专利]倾转四旋翼飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞行器，尤其涉及一种四旋翼飞行器。

背景技术

倾转四旋翼是一种尝试综合四旋翼飞行器垂直起降/悬停和固定翼飞行器高速巡航优点的未来飞行器。起飞/降落时四个旋翼轴保持垂直，产生向上的升力使得飞行器能够克服重力，使飞行器平稳地起降；巡航时四个旋翼轴与机身轴平行，产生向前的拉力，机翼产生升力克服重力，使飞行器高速地飞行；过渡阶段，旋翼轴缓慢地倾转90°，同时各旋翼的旋速由控制算法给出以始终保持飞行器的姿态稳定，同时，飞行器的水平速度也在逐渐增加，使飞行器平稳地过渡。

但是倾转四旋翼飞行器的整体布局一直没有很好的方案，例如如果旋翼离机身很远，机翼的结构强度就很难满足大载重的要求，但是如果旋翼离机身过近，又会导致机翼的展长过小，机翼产生的升力还是很难满足大载重的要求。另一个问题是由于四个旋翼前后各布置两个，前方的两个旋翼产生的滑流会成为后方两个旋翼的入流，这将使得后方旋翼的效率严重下降，由于滑流的不确定性，使得后方旋翼产生的拉力不等进而导致失稳。现有的针对滑流的解决方案有：

1.旋翼轴不在同一平面

CN103072688A公布了一种可倾转四旋翼飞行器，使机身前端第一、第二固定机翼的水平高度低于后端第三、第四固定机翼的水平高度，这样机身前端旋翼的出流气体就能基本错开后端旋翼，减弱耦合性。这样做虽然稍微解决了前后干扰的问题，但是由于飞行器前后端旋翼的高度差不可能太大，所以这种方法并不能使后端旋翼完全避开前端旋翼的尾流区，依然存在很大的风险。

2.“十”字形布局

CN103693194A提出在巡航阶段，将尾翼所在的机身尾端绕机身轴向旋转90°，这样前翼与后翼成“十”字形，这样当然能够消除前翼产生的滑流对后翼的影响，但是将机身尾端旋转90°所需的机械机构将非常复杂且笨重，现在还难以实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种操纵稳定、结构牢靠的倾转四旋翼飞行器。

本发明一种倾转四旋翼飞行器，包括：机身，于所述机身的两侧均设置有前翼和后翼，且于各前翼和后翼的外端分别设置有马达电机，各马达电机的输出轴上固定有旋翼；各所述马达电机与对应前翼或后翼为轴连接；于机身的两侧还均设置有主翼，所述主翼设置于所述前翼、后翼之间，前翼展长、后翼展长均小于主翼展长。

本发明一种倾转四旋翼飞行器，其中主翼展长等于机身的长度；前翼展长、后翼展长均为主翼展长的0.2～0.33倍。

本发明一种倾转四旋翼飞行器，其中位于机身左侧的马达电机与位于机身右侧的马达电机关于机身对称。

本发明一种倾转四旋翼飞行器，其中各所述马达电机绕对应前翼或后翼外端的旋转角范围为0～90°。

本发明一种倾转四旋翼飞行器，其中于所述主翼的后缘外侧安装有副翼。

本发明一种倾转四旋翼飞行器与现有技术的区别在于本发明于机身的两侧均设置有主翼。在飞行过程中，由于有主翼产生升力，因此安装旋翼的前翼和后翼展长可以较小，从而保证了前翼、后翼及旋翼的牢靠程度。另外，由于主翼设置于前翼、后翼之间，且主翼展长大于前翼、后翼的展长，因此主翼将极大的抑制螺旋涡，减弱前方的旋翼产生的滑流，使得飞行器的操纵更加稳定。

下面结合附图对本发明一种倾转四旋翼飞行器作进一步地说明。

附图说明

图1为本发明一种倾转四旋翼飞行器在马达电机处于竖直状态下的结构示意图；

图2为本发明一种倾转四旋翼飞行器在马达电机处于倾斜状态下的结构示意图；

图3为本发明一种倾转四旋翼飞行器在马达电机处于水平状态下的结构示意图。

具体实施方式

为了方便理解，在对本发明展开说明之前需要对“机翼展长”作一下说明。在本领域内，机翼展长是指飞行器的机翼左右翼尖之间的距离，因此主翼翼展是指两主翼翼尖之间的距离，前翼展长是指两前翼翼尖之间的距离，后翼展长是指两后翼翼尖之间的距离。