[发明专利]推力换向式飞机及其控制方法

说明书

描述了一种推力换向式飞机，其包括具有第一轴线的机身、一对半翼以及设置在半翼的彼此相对的端部上的一对旋翼。旋翼包括铰接在第二轴线上的主轴以及铰接在主轴上的多片桨叶。旋翼的主轴可与第二轴线围绕横向于第二轴线的第三轴线且相对于机身倾转，以使推力换向式飞机在直升机模式与飞机模式之间转换；第二轴线在直升机模式中横向于第一轴线并且在飞机模式中平行于第一轴线。旋翼盘可围绕第四轴线倾转。旋翼包括用于控制桨叶的周期桨距和总桨距的控制机构，其包括：可控制为改变总桨距的第一致动器、可控制为改变旋翼盘围绕第四轴线的倾转度的第二致动器以及可移动为根据推力换向式飞机的模式更改对应的旋翼盘围绕第五轴线的倾转度的杆。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2017年12月27日提交的欧洲专利申请第17210646.0号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种推力换向式飞机以及一种相关控制方法。

背景技术

众所周知，推力换向式飞机是具有倾转旋翼的混合式航空器。

更详细地说，推力换向式飞机能够选择性地呈现为旋翼被设置为使得相应的第一轴线基本上平行于该推力换向式飞机的第二纵向轴线的“飞机”构造或者旋翼被设置为使得相应的第一轴线基本上垂直于且横向于该推力换向式飞机的上述第二纵向轴线的“直升机”构造。

由于能够使旋翼倾转，因此推力换向式飞机可以像直升机那样起降，即，不需要跑道且甚至起降在不平整的地面上，并且不会产生与城市居区不符的噪声水平。

另外，推力换向式飞机可以在设置为直升机构造时进行悬停。

推力换向式飞机还可以在设置为飞机构造时达到且保持约为500km/h的巡航速度以及约7500米的飞行高度。

这种巡航速度比限定直升机的最大巡航速度的约为300km/h的值要高得多。

同样，上述高度比传统直升机要高得多，并且允许飞机模式下的推力换向式飞机避开较低高度所特有的云层和大气扰动。

已知类型的推力换向式飞机基本上包括：

-机身；

-以悬臂方式分别设置在机身的彼此相对的两侧上的一对半翼；以及

-容纳对应的旋翼的一对短舱，其可以与对应的旋翼一起相对于对应的半翼围绕第三横向轴线倾转，该第三横向轴线在推力换向式飞机处于直升机构造时与第二纵向轴线及旋翼的第一轴线正交。

通过已知的方式，每个旋翼都包括可围绕对应的第一轴线旋转的主轴以及铰接在该主轴上的多片桨叶。

特别地，针对每个旋翼，能够确认假想的旋翼盘，其对应于桨叶的自由末梢在它们进行旋转期间所划出的圆周。

针对每个旋翼，推力换向式飞机还包括用于控制桨叶的总桨距和周期桨距的控制系统。

每个上述控制系统都被设计为调节旋翼所产生的推力的模数和方向。

更具体地，每个控制系统都执行两种主要功能：

-在称为“总桨距控制”的飞行控制器的作用下，同时改变对应的旋翼的所有桨叶的桨距角，从而调节旋翼所产生的推力的模数；以及

-在称为“周期桨距控制”的飞行控制器的作用下，在对应的旋翼的桨叶围绕主轴的旋转轴线进行旋转的过程中单独地且周期性地改变它们的桨距角。

针对每个旋翼，控制系统基本上包括：

-非旋转式倾斜盘，其相对于第一轴线成角度地固定、可自由地平行于第一轴线平移并且可自由地相对于支点围绕第二轴线和第三轴线摆动；以及