[发明专利]一种倾转旋翼-机翼垂直起降飞行器的布局与控制方法

说明书

本发明一种倾转旋翼‑机翼垂直起降飞行器的布局与控制方法，采用串列翼布局飞机，在前后机翼两侧翼尖处各布置有一组，总计四组旋翼，构成了动力系统。机翼、旋翼均可绕穿过机翼内部的转轴在一定角度范围内转动，实现了旋翼、机翼的分别倾转。本发明中的控制方法，可使该种飞行器可实现垂直起降与高速平飞，且可在飞行的各个阶段对旋翼与机翼的角度分别进行适当地调整，优化飞机整体的效率。本发明旋翼与机翼可分别倾转，在垂直起降阶段阻力小，旋翼与机翼之间的气流干扰小；在垂直起降与平飞之间转换时，机翼的利用效率高，动力系统负担低，飞行全过程的飞行控制较为简单，是一种有着广阔应用前景的垂直起降飞行器。

技术领域

本发明涉及一种倾转旋翼-机翼垂直起降飞行器的布局与控制方法，特别是涉及一种旋 翼与机翼可以分别倾转的垂直起降飞行器的布局与控制方法，属于航空技术领域。

背景技术

垂直起降飞行器既可以像直升机一样垂直起降，不受跑道的约束，又可以像固定翼飞机 一样高速平飞，融合了固定翼飞机与直升机二者的优点，在民用军用领域都有着十分广阔的 应用前景。

目前，主要存在以下几类垂直起降飞行器。第一种是以“AV-8B”和“F-35”为代表的采用升力风扇或矢量喷口提供垂直起降动力的垂直起降战斗机，第二种是以“V-22”为代表的倾转旋翼机，第三种是以现有直升机为基础，附加前进动力等附件的复合式垂直起降飞行 器，第四种是以“GL-10”为代表的倾转机翼垂直起降飞行器。他们都成功实现了垂直起降 飞行器的设计目的，并且有一部分已经投入到了实际使用当中。

然而，这些现有的垂直起降飞行器均存在一些问题。前两种垂直起降飞行器在垂直起降 阶段机翼的上表面垂直于来流方向，迎风面积过大，将产生较大的压差阻力。而第二种倾转 旋翼机由于垂直起降阶段旋翼恰好位于机翼的上方，来自旋翼的滑流将直接作用在机翼的上 表面，将产生乱流进而影响飞机的控制。第三种垂直起降飞行器大量的动力用于驱动与控制 主旋翼，而在高速飞行阶段主旋翼又并非主要升力来源，其设计又受限于传统直升机的外形， 结构死重过大。第四种倾转机翼垂直起降飞行器，旋翼与机翼之间的角度固定，机翼带动旋 翼一同倾转，减少了垂直起降阶段飞机的迎风面积，也避免了旋翼与机翼二者间的相互干扰。 然而，这类飞行器在由垂直起降转换至平飞的模态转换过程中，存在着机翼气动条件差，升 力与舵效不足的问题，导致机翼未得到充分的利用。同时，这也要求动力系统不但要有足够 的余量来提供控制力，还需要在倾转过程中确保有足够的垂直动力分量来抵消飞机自身重 力，严重加剧了动力系统的负担。

综上，现有的垂直起降飞行器存在着垂直起降阶段阻力大、旋翼与机翼间气流干扰严重、 控制复杂，在垂直起降与平飞转换时机翼的气动条件差，利用效率较低、动力系统负担重、 控制复杂的问题，需要一款既可以减小垂直起降阶段旋翼与机翼间气流干扰，又可以提升机

发明内容

本发明的目的是提供一种倾转旋翼-机翼垂直起降飞行器的布局与控制方法，当飞行器 在垂直起降模式与平飞模式间转换时，让旋翼与机翼分别倾转，提高机翼的利用效率，降低 机翼与旋翼间的干扰，减轻旋翼的负担。