[发明专利]一种电动垂直起降飞行器结构及其工作方法

说明书

本发明涉及城市空中交通技术领域，且公开了一种电动垂直起降飞行器结构及其工作方法，包括机身部件、连接于机身部件中上部左右两侧的机翼部件(2)连接于机身部件尾部左右两侧的平尾部件；在左右机翼部件端部和左右平尾部件端部均设置倾转螺旋桨；在左右机翼部件中部分别连接短舱部件，在短舱部件上设置可折叠螺旋桨。本发明倾转动力系统具备更高的起飞和巡航性能，巡航飞行速度的提升明显提高飞行器的运营效率；设计螺旋桨倾转机构，满足垂直起降功能的同时亦可为巡航提供航向推力；设计变距机构改变螺旋桨桨距，使螺旋桨在垂直起降时低速来流以及巡航阶段时高速来流两种工况下工作于高效率区间，提升整机续航性能。

技术领域

本发明涉及城市空中交通技术领域，具体为一种电动垂直起降飞行器结构及其工作方法。

背景技术

随城市道路车辆密度的不断增加，人类日常通勤时间逐渐增加。凭借城市存在尚未完全开发利用的中低空域这一有利条件，城市空中交通(UAM,Urban Air Mobility)的概念被人们提出。电动垂直起降飞行器凭借绿色环保、对基础设施依赖程度小的重要优势成为最主要的城市空中交通解决方案。目前行业内存在两种常见布局形式，一种布局为多旋翼布局形式：这类飞行器依靠多组升力旋翼提供飞行器垂直起降以及前飞动力，因不具备直升机旋翼同样复杂的机械结构，飞行速度因受到旋翼载荷的限制而较低，同时由于飞行效率较低导致续航能力较差；另一种常见布局为“升+推”组合布局形式：这类飞行器结合传统固定翼布局在其上增加多组升力旋翼以实现垂直起降的功能，在巡航时升力旋翼关闭仅依靠推进动力前飞，升力旋翼在巡航阶段产生的废阻力将会较大地降低飞行效率。

为此，我们设计了一种电动垂直起降飞行器结构。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电动垂直起降飞行器结构，解决了现有的设备巡航效率低，续航性能差的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种电动垂直起降飞行器结构，包括机身部件(1)、连接于机身部件(1)中上部左右两侧的机翼部件(2)、连接于机身部件(1)尾部左右两侧的平尾部件(3)；在左右机翼部件(2)端部和左右平尾部件(3)端部均设置倾转螺旋桨；在左右机翼部件(2)中部分别连接短舱部件(4)，在短舱部件(4)上设置可折叠螺旋桨。

优选地，左右机翼部件(2)关于飞行器对称面对称，采用上单鸥翼布置并后掠；左右机翼部件(2)外部一侧安装有机翼倾转短舱(21)，机翼倾转短舱(21)端部连接第一倾转螺旋桨(22)，左右机翼部件(2)外部另一侧安装有内侧副翼(23)和外侧副翼(24)，内侧副翼(23)和外侧副翼(24)由内部两个舵机分别驱动。

优选地，机翼倾转短舱(21)通过内部倾转机构实现倾转；机翼倾转短舱(21)内部安装有电机、控制器和变距机构，电机输出轴上连接倾转螺旋桨。

优选地，左右平尾部件(3)关于飞行器对称面对称，采用常规尾翼布置，垂尾后掠；左右平尾部件(3)外部一侧均安装有平尾倾转短舱(31)，平尾倾转短舱(31)端部连接第二倾转螺旋桨(32)，左右平尾部件(3)外部另一侧安装升降舵(33)，升降舵(33)由内部舵机驱动；平尾倾转短舱(31)通过内部倾转机构(5)实现倾转。

优选地，平尾倾转短舱(31)通过内部倾转机构实现倾转；机翼倾转短舱(21)内部安装有电机、控制器和变距机构，电机输出轴上连接倾转螺旋桨。

优选地，倾转机构包括倾转杆(51)、接头(52)、倾转舵机(53)、舵机套环(54)和安装底座(55)，其中倾转杆(51)与内端机翼结构和接头(52)固连，接头(52)与倾转舵机(53)输出端通过鱼眼轴承实现相对转动，倾转舵机(53)与舵机套环(54)通过螺纹连接，舵机套环(54)与安装底座(55)之间通过轴承实现相互转动，安装底座(55)通过紧固件与机翼倾转短舱(21)固连。