[发明专利]一种倾转涵道与固定螺旋桨组合布局的垂直起降飞行器

说明书

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种倾转涵道与固定螺旋桨组合布局的垂直起降飞行器，包括机身，机身前部设置有倾转涵道动力装置，所述的倾转涵道动力装置在水平前进位置和垂直提升位置两个位置之间切换；机身上设置机翼，机翼上固定设置有平行于机身长度方向的撑杆，撑杆的后端设置有尾翼，尾翼的顶端设置有升力螺旋桨。本发明通过撑杆动力组件上的倾转涵道动力装置和升力螺旋桨的组合，能够实现飞行器的垂直起降，平飞等动作，不仅能够大大的减小飞行器起飞所需的空间，还减小了平飞过程中受到的整体阻力。通过本发明提供的飞行器结构，大大地提高了飞行器的操控平稳性和飞行性能，提高了飞行器的使用灵活度。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种倾转涵道与固定螺旋桨组合布局的垂直起降飞行器。

背景技术

现有的飞行器要实现垂直升降，一般是通过提供多个垂直升力的旋翼实现，在螺旋翼旋转过程中使飞行器垂直上升或下降。如果飞行器需要前进飞行时，要么通过姿态倾斜，使升力分量提供前进动力；要么还需要提供专用的前进动力装置实现水平飞行。这两种平飞方式，第一种的平飞推进仅靠垂直螺旋桨提供升力和推力，效率较低；而第二种的平飞方式需要在飞行器上分别设置升降和推进螺旋桨等动力装置，势必会加大飞行器自身的重量，由于诸多外部结构的影响，还提高了飞行器在飞行过程中的阻力，增加飞行器在飞行过程中的能耗。为提高垂起飞行器的巡航性能，多采用倾转旋翼或倾转涵道的方式实现，而目前多数倾转旋翼，由于旋翼尺寸较大，倾转动力装置布置困难，若采用且旋翼数量较少，类似美国“鱼鹰”飞机，垂起阶段控制较为复杂，且安全性不佳。旋翼数量增加，且在重心前后对称分布，可有效降低控制复杂性，然而尾部的旋翼倾转机构布置也较为困难；对涵道倾转类，倾转后的尾部涵道布置也较为困难，且巡航阶段单个涵道阻力较高，推进效率较低。

因此，现有垂直起降的飞行器总体设计并不完善，在具体应用过程中由于自身的布局形式会造成极大的前进阻力，推进效率也极低，为了提高飞行器的飞行效率，同时提高飞行性能，需要对飞行器的总体布局进行优化改进，故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中的不足。

发明内容

为了解决上述内容中提到的现有技术缺陷，本发明公开了一种倾转式和固定式螺旋桨组合布局的垂直起降飞行器，旨在对飞行器的动力布局进行优化，使飞行器在垂直起降过程中能够更加平稳灵活，在前行过程中的阻力更小，提高飞行器的飞行性能，增加使用的便捷性。

为了实现上述目的，本发明具体采用的技术方案是：

一种倾转涵道和固定螺旋桨组合布局的垂直起降飞行器，包括机身，机身前部设置有倾转涵道动力装置，所述的倾转涵道动力装置在水平前进位置和垂直提升位置两个位置之间切换；机身上设置机翼，机翼上固定设置有平行于机身长度方向的撑杆，撑杆的后端设置有尾翼，尾翼的顶端设置有升力螺旋桨。

上述公开的垂直起降飞行器，通过设置倾转涵道动力装置和升力螺旋桨提供起降的动力和前进的动力。倾转涵道动力装置可在切换至垂直提升位置时提供向上的升力，与尾翼顶端的升力螺旋桨共同为机身提供升力以实现垂直起飞或降落；在起飞过后，需要提供前进的动力时，倾转涵道动力装置逐渐往水平前进位置切换，不断增加前进方向的分力，使飞行器加速，同时机翼逐步产生一定的升力以保持的升力需求，最终飞行器达到平飞状态，此时倾转涵道动力装置切换至水平前进位置。

进一步的，本发明中所采用的撑杆连接飞行器的尾翼，属于飞行里的动力构件，为了保证飞行器的动力输出，此处进行优化并举出如下一种可行的选择：所述的撑杆动力组件的数量至少为2。采用如此方案时，撑杆对称分布在机身两侧的机翼上，即两侧的机翼各自布设一套撑杆用于连接尾翼和升力螺旋桨。

进一步的，本发明中所公开的机翼可采用多种结构，并不唯一确定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的机翼为固定式上单机翼。