[发明专利]一种高效尾坐式垂直起降固定翼飞行器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种高效尾坐式垂直起降固定翼飞行器，由机身、机翼、垂直尾翼、起落架、升降副翼、第一动力系统、第二动力系统、第三动力系统、能源系统和飞行控制器组成。第一动力系统和第二动力系统安装于机翼中段，其螺旋桨直径大，第三动力系统安装于机身上侧，飞行器总的桨盘载荷低，垂直起降阶段飞行器效率高。起降阶段通过三个动力系统推力差控制飞行器俯仰和滚转姿态，水平飞行阶段通过第一、二动力系统与第三动力系统的推力差配平飞行器纵向通道，使得飞行器配平阻力小。一种高效尾坐式垂直起降固定翼飞行器具有姿态控制能力强、起降及水平飞行效率高等优点。

技术领域

本发明涉及航空技术领域，具体为一种高效尾坐式垂直起降固定翼飞行器及其控制方法。

背景技术

目前尾坐式垂直起降飞行器主要是两桨布局、四桨布局和多桨布局。两桨尾坐式垂直起降飞行器在起降飞行中采用处于螺旋桨滑流中的气动舵面提供飞行器俯仰控制，但是滑流舵面舵效低、带宽低，飞行器受到侧风扰动时稳定性差。四桨及多桨尾坐式垂直起降飞行器在起降阶段采用推力差控制飞行器俯仰姿态，但是四个桨螺旋桨和多个螺旋桨的布局受到飞行器机翼展长的限制，螺旋桨直径难以做大，而螺旋桨桨盘面积是与直径的平方成正比，总的桨盘面积较两桨尾坐式垂直起降飞行器桨盘面积小，飞行器起飞重量受限，起降阶段的效率较低。

尾坐式飞行器为了降低重心，通常采用无水平尾翼布局，在水平飞行阶段飞行器纵向配平较为困难，升降副翼需要产生负升力用于使飞行器保持平飞迎角，此时升降副翼带来较大的附加阻力，飞行器水平飞行升阻比较低，使得飞行器巡航效率较低。

本发明提出一种高效尾坐式垂直起降固定翼飞行器及其控制方法，该飞行器为尾坐式布局，采用三旋翼布局，通过推力组合及升降副翼偏转共同完成飞行器纵向配平及操纵。与现有尾坐式相比，提高了飞行器垂直起降过程中的控制能力及效率，提高了巡航飞行升阻比，更容易实现长航程飞行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有尾坐式飞行器的飞行效率低的缺陷，从而提供一个一种高效尾坐式垂直起降固定翼飞行器及其控制方法。

一种高效尾坐式垂直起降固定翼飞行器属于航空技术领域，其特征(如图1所示)在于含有：机身1、机翼2、垂直尾翼3、起落架4、升降副翼5、第一动力系统6、第二动力系统7、第三动力系统8、能源系统9和飞行控制器10；

所述机翼2采用高效平飞的大展弦比机翼，对称安装在机身两侧，所述升降副翼5安装在机翼2后缘，所述垂直尾翼3安装在机身2上；

所述第一动力系统6和第二动力系统7对称安装在机身1左右两侧，且在机翼2下侧，推力线至飞行器重心有一定距离的偏移；

所述第三动力系统8安装在垂直尾翼3上，推力线至飞行器重心有一定距离偏移；

所述第一动力系统6的特征在于含有：发动机6-1和螺旋桨6-2；

所述第二动力系统7的特征在于含有：发动机7-1和螺旋桨7-2；

所述第三动力系统8的特征在于含有：发动机8-1和螺旋桨8-2；

所述螺旋桨6-2和螺旋桨7-2为大直径低桨盘载荷螺旋桨，所述螺旋桨6-2和螺旋桨7-2分别为正桨和反桨，螺旋桨6-2和螺旋桨7-2为反转扭矩相互抵消；

所述能源系统9安装于机身1内部，为发动机6-1、发动机7-1和发动机8-1提供能源；

所述飞行控制器10安装于机身1内部；