[发明专利]一种倾转三旋翼长航时复合式飞行器

说明书

技术领域

本发明属于飞机设计领域，涉及垂直起降复合式飞行器的布局形式，具体涉及利用三旋翼的倾转实现垂直或短距起降后高速平飞的长航时复合式飞行器布局形式。

背景技术

无论是海洋执法船的日常巡逻，还是“空海一体战”的发展趋势，非航母舰船迫切需要能够与之配合的空中力量。然而非航母舰载机的起降条件极为特殊，如：可供使用的甲板面积小、舰船波动大、海风影响大等。此外，在较小的岛礁上，环境条件与舰船相似，对飞行器也有同样的要求。因此，需要一种能够克服上述困难，具有垂直或短距起飞并且具有高速平飞能力的长航时飞行器，与非航母舰船编队或岛礁驻守人员配合，为其提供空中侦查和打击能力。

现有的垂直起降复合式飞机可分为五类：尾座式，倾转动力装置式，推力转向式，专用升力动力装置式和上述后三类的混合配置式。其中，尾座式飞机，具有可垂直起飞的优点，但由于其垂直放置的机身迎风面积太大，会受到海风的严重影响。另一方面，在尾座式飞机改变飞行模式(垂直起降和平飞转换)时控制比较复杂。由于尾座式飞机机身长度一般较短，因而对控制可靠性要求很高，而且飞机降落时须转为垂直向上，飞行员视野限制大，操作困难。推力转向式飞机具有矢量推进发动机，能够将推力进行90度转向，但其对发动机具有极高的要求。此外，在进行推力90度转向时，飞机飞行稳定性较差。专用升力动力装置式在起降状态具有较好的性能，但其缺点在于专用升力装置在平飞时变成了毫无作用的重量，减小了飞机的有效任务载荷。倾转动力装置式飞行器将动力装置进行倾转，克服了上述飞行器存在的不足之处。例如美国的V-22“鱼鹰”飞机，该飞行器结合了直升机垂直起降和固定翼飞机高速平飞的优点。但是V-22“鱼鹰”倾转机构太过复杂，技术难度和成本都高于传统直升机，而且复杂的动力和控制系统使得飞机的可靠性和飞行安全存在较大隐患。两个发动机附加在机翼外段，限制了机翼只能采用中等展弦比，影响了机翼的气动效率，同时发动机的动力和倾转增加了机翼的结构载荷，因而必须增加结构强度，从而增加了额外的重量。此外，旋翼受到了机翼的遮挡，影响了旋翼的效率。

发明内容

针对上述问题，本发明公开一种倾转三旋翼长航时复合式飞行器，提出一种采用可倾转台架连接三旋翼动力系统的复合式飞行器布局方式。

本发明倾转三旋翼长航时复合式飞行器，固定翼部分包括机身、机翼、尾翼。机身上装载机载设备；机身两侧安装有机翼。尾翼为两个，分别安装在两根尾撑末端，采用V型尾翼布局；两根尾撑前端分别与机身两侧的机翼固定；两根尾翼间由加强板连接。

本发明倾转三旋翼长航时复合式飞行器，还具有三旋翼系统与可倾转支撑台架。所述三旋翼系统为三台螺旋桨发动机；可倾转台架通过倾转轴安装于机身末端。可倾转台架具有沿周向分布的三个发动机支撑机构，每个发动机支撑机构端部安装有一台上述螺旋桨发动机；在三台螺旋桨发动机轴线与水平面垂直时，三台螺旋桨发动机的动力输出方向均朝向正上方，且其中两台螺旋桨发动机分别位于机身左右两侧，相互对称，同时均位于机翼前方；另一台螺旋桨发动机位于机翼后方。

三旋翼系统中机翼前方两台螺旋桨发动机转速相同、转向相反；位于机翼后方螺旋桨发动机，采用矢量动力的方式消除反扭力矩。飞行器以三旋翼系统为动力，可以垂直起降，起飞后，通过连接倾转台架实现三旋翼的整体倾转并进行锁定，进入平飞模式。通过可倾转台架，可将三旋翼动力系统与大展弦比机翼解耦设计，使飞行器具有垂直起降和高速长航时平飞的能力，具有稳定、可靠、安全等优势。飞行器可部署于具备垂直起降平台的小型舰船上，也可部署于面积较小的岛礁上，不需专门建设的机场。

本发明的优点在于：

1、本发明一种倾转三旋翼长航时复合式飞行器，受海风影响小，对起降条件要求低，能够在非航母舰船或岛礁上垂直起降；

2、本发明一种倾转三旋翼长航时复合式飞行器，采用大展弦比机翼，可在姿态转换后进行长航时平飞，提供空中侦查和打击能力，为海军水面舰艇和陆战队远征部队提供卓越的作战能力。

3、本发明一种倾转三旋翼长航时复合式飞行器，巧妙地采用由可倾转台架将三旋翼系统倾转的方式，使得整个飞机的可靠性和飞行安全都得到了保证。

4、本发明一种倾转三旋翼长航时复合式飞行器，三旋翼系统通过可倾转台架和固定翼机身连接，使得机翼可以采用大展弦比的布局提高升阻比，并省去了对机翼的附加结构重量。

5、本发明一种倾转三旋翼长航时复合式飞行器，在平飞状态下，旋翼位于机翼附近，因此在不影响机翼原有气动性能的前提下，加速了机翼附近气流的流速，提高了机翼的效率。