[发明专利]基于双模式变体起落架的机尾坐立式的垂直起降飞行器

说明书

本发明实施例公开了基于双模式变体起落架的机尾坐立式的垂直起降飞行器，由机尾坐立式垂直起降飞行器、支撑杆、尾撑及其控制系统组成。支撑杆、尾撑及其控制系统对称的设置在机身上下两侧，机尾坐立式垂直起降飞行器可主动控制机身、支撑杆与尾撑间的角度，进行起落架的分置与对接的变体运动，使起落架贴合机尾坐立式垂直起降飞行器的特点具有两种作业模式，同时支撑杆与尾撑构成的二段可控的起落架结构增加了机尾坐立式垂直起降飞行器自适应起降功能，双模式变体自适应起落架对于机尾坐立式垂直起降飞行器具备良好的通用性，结构简单。

技术领域

本发明涉及航空技术领域中的无人机技术方向，尤其涉及基于双模式变体起落架的机尾坐立式的垂直起降飞行器。

背景技术

机尾坐立式飞行器在国内外已经引起了足够的重视，但仍有部分关键问题没有解决，尚未形成成熟的型号，机尾坐立式飞行器由于机身竖立，其起降稳定性较差，而目前已推出的试验机或民用机均采用的固定起落架，起降约束已经成为制约机尾坐立式飞行器发展的关键技术之一。

目前存在的尾坐式垂直起降飞行器的方案中，对于可收放尾撑起落架的设计，主要是将主起落架安装于尾坐式垂直起降飞行器下方，用于飞行器在停放于地面时的主要支撑。这种实现起落架的可收放功能的设计，存在的问题在于：主体结构为直段式结构，由起落架结构重量进行配平和辅助操纵的能力差，且主起落架为轮式起落架，降落稳定性差更不具备自适应降落能力。因此，举例实际的产品化应用还有一定的距离。

发明内容

本发明的实施例提供基于双模式变体起落架的机尾坐立式的垂直起降飞行器，具备良好的通用性可以应用于不平坦的着陆区域，且结构简单易于生产和维护。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

基于双模式变体起落架的机尾坐立式的垂直起降飞行器，其组成部分至少包括：动力系统（1）、机身（2）、机翼（3）、副翼（5）和4个支撑子模块；在每一个支撑子模块中，包括：支撑杆控制系统（4）、尾撑杆控制系统（6）、支撑杆（7）、尾撑杆（8）和尾撑垂直尾翼（10）；支撑杆（7）的顶端通过支撑杆控制系统（4）与机身（2）铰接，支撑杆（7）的尾端通过尾撑杆控制系统（6）与尾撑杆（8）顶端铰接；尾撑杆（8）的末端安装有尾撑垂直尾翼（10）；支撑杆控制系统（4）用于驱动支撑杆（7）转动，同时尾撑杆控制系统（6）用于驱动尾撑杆（8）转动，以便于支撑杆（7）和尾撑杆（8）相对机身（2）进行姿态调整。

4个支撑子模块按照机身（2）对称布置；其中，两个支撑子模块按照机身（2）的中轴线对称分布并组成一个支撑模块，在一个支撑模块中，单侧支撑杆（7）分左右两组对称安装在左右两侧机翼（3）上，并且在机身（2）上下两侧分别对称设置有2个支撑模块。在一个支撑模块中，两个支撑子模块各自的尾撑垂直尾翼（10）之间，还安装有尾撑水平尾翼（9）。

在起飞前或者降落后，所述垂直起降飞行器通过支撑杆（7）、尾撑杆（8）、尾撑水平尾翼（9）和尾撑垂直尾翼（10）支撑在着陆区域的表面，用于承担所述垂直起降飞行器的重量并且保持所述垂直起降飞行器的姿态平衡。

在所述垂直起降飞行器进行飞行模式的转换过程中，支撑杆控制系统（4）和尾撑杆控制系统（6）分别驱动支撑杆（7）和尾撑杆（8）转动，使得支撑杆（7）和尾撑杆（8）相对机身（2）进行姿态调整,以便于所述垂直起降飞行器配平；并在所述垂直起降飞行器稳定后，在机身（2）上下两侧分别对称设置的2个支撑模块开始合拢并最终闭合，在最终闭合后，尾撑水平尾翼（9）距所述垂直起降飞行器的重心的距离为支撑杆（7）与尾撑杆（8）的长度之和。

在所述垂直起降飞行器开始降落时，支撑杆控制系统（4）和尾撑杆控制系统（6）驱动支撑杆（7）和尾撑杆（8）转动，调整支撑杆（7）和尾撑杆（8）变化至与降落区域的表面匹配的姿态进行降落。

还提供基于双模式变体起落架的机尾坐立式的垂直起降飞行器的控制方法，包括：