[发明专利]一种适用于小型垂直起降固定翼飞行器的动力系统

权利要求书

1.一种适用于小型垂直起降固定翼飞行器的动力系统，其特征在于，包括两个独立的动力子系统，分别是：

升力风扇和辅助电机动力子系统，安装在前机身段，由该系统产生向下喷出的气流，从而产生位于机身前部的第一垂直升力；

主涵道风扇和主电机动力子系统，通过一个矢量喷管将主涵道风扇向后喷出的气体向下偏转，产生位于机身尾部的第二垂直升力；

偏流系统，通过两个滚转喷管将主涵道风扇产生的压缩空气分别引至两侧机翼，再通过翼尖上的喷口向下喷出，从而产生位于两侧机翼处的第三垂直升力；

两个滚转喷管内设有气流调节机构，所述气流调节机构包括安装于导流筒体外壁的驱动装置和安装于滚转喷管与导流筒体连接处内部的阻挡装置，驱动装置驱动阻挡装置调节滚转喷管的气流入口的大小，从而调节两个滚转喷管的喷气量，产生滚转力矩；

通过所述矢量喷管将主涵道风扇向后喷出的气体顺时针或逆时针偏转，从而产生偏航力矩；

所述主涵道风扇和主电机动力子系统包括位于机身前端两侧对称布置的两个主进气道、一个位于机身上侧且连接在主进气道和主涵道风扇之间的辅助进气道、位于主涵道风扇后方的导流筒体以及连接在所述导流筒体后部的所述矢量喷管；

所述矢量喷管包括多个两端横截面直径相同的喷管单元，喷管单元与所述导流筒体之间、以及每两个喷管单元之间均通过结构相同的喷管连接机构进行连接，且连接后，各喷管单元可实现相互旋转，在旋转过程中，各喷管单元的轴线始终处于同一平面内，所述喷管连接机构包括：

环形轴承座，固定连接在喷管单元一端或导流筒体一端；

齿圈，固定连接在喷管单元的另一端；

多个V型轴承，连接在所述环形轴承座和所述齿圈之间，所述齿圈上设有与所述V型轴承配合的V型导轨；

舵机安装座，固定设置在所述环形轴承座一侧，其上安装舵机，舵机驱动轴上设有与所述齿圈相啮合的小齿轮；

矢量喷管上位于最后一节喷管单元的尾部设有呈渐缩状的尾喷口。

2.根据权利要求1所述的适用于小型垂直起降固定翼飞行器的动力系统，其特征在于：所述环形轴承座的圆周上均匀布置所述V型轴承，每个所述V型轴承的内圈通过固定销轴与所述环形轴承座固定连接，所述V型轴承的外圈与所述齿圈的V型导轨相配合。

3.根据权利要求1所述的适用于小型垂直起降固定翼飞行器的动力系统，其特征在于：所述矢量喷管包括第一喷管单元、第二喷管单元和第三喷管单元，其中，第一喷管单元、第二喷管单元、第三喷管单元均是横截面为椭圆形的管型结构，第一喷管单元的前端是横截面为圆形的喷口结构，与导流筒体的末端相连，第一喷管单元的末端、第二喷管单元的前端与末端、第三喷管单元的前端均是斜截面为圆形的斜面结构，第三喷管单元的末端是横截面为圆形的喷口结构，与横截面渐缩的尾喷口相连。

4.根据权利要求3所述的适用于小型垂直起降固定翼飞行器的动力系统，其特征在于：第一喷管单元与第二喷管单元、第二喷管单元与第三喷管单元连接处的斜截面与喷管横截面之间的夹角通过以下公式获得：

式中，为矢量喷管达到最大偏转状态时的气流偏转角，当 时， 。

5.根据权利要求3所述的适用于小型垂直起降固定翼飞行器的动力系统，其特征在于：在导流筒体与第一喷管单元连接处的所述环形轴承座和V型导轨之间、第一喷管单元与第二喷管单元连接处的所述环形轴承座和V型导轨之间、第二喷管单元与第三喷管单元连接处的所述环形轴承座和V型导轨之间设有O型密封圈。