[发明专利]一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器及其控制方法

权利要求书

1.一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，包括机身(3)、第一机翼(1)、第二机翼(7)、客舱门、第一平尾(17)、第二平尾(8)、垂直尾翼(12)、第一涵道(16)、第二涵道(10)和第三涵道(20)；

所述飞行器以上单翼布局对称设有第一机翼(1)和第二机翼(7)，以单垂尾布局设有垂直尾翼(12)，以低平尾布局对称设有第一平尾(17)和第二平尾(8)，中部侧面设有用于乘客进出的客舱门；所述第一机翼(1)和第二机翼(7)上分别设有用于滚转操纵的第一副翼(2)和第二副翼(6)，垂直尾翼(12)上设有用于航向操纵的方向舵(13)；所述第一平尾(17)和第二平尾(8)上分别设有用于俯仰操纵的第一升降舵(14)和第二升降舵(11)，外端部分别固定连接有第一涵道(16)和第二涵道(10)，第一涵道(16)中设有第一螺旋桨(15)，第二涵道(10)中设有第二螺旋桨(9)；所述第一平尾(17)内部设有能实现第一平尾(17)和第一涵道(16)同步倾转的第一主梁，第二平尾(8)内部设有能实现第二平尾(8)和第二涵道(10)同步倾转的第二主梁，通过调节第一涵道(16)和第二涵道(10)的倾转方向能使第一螺旋桨(15)和第二螺旋桨(9)产生向前的推力或向上的升力；所述机身(3)头部上方轴线处开设配备涵道舱门(4)的第三涵道(20)，第三涵道(20)中设有第三螺旋桨(19)，第三螺旋桨(19)能产生向上的升力。

2.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一机翼(1)和第二机翼(7)均为向外弦向长度逐渐缩小的梯形机翼结构，翼型均为NACA64-212，前缘后掠角均为15°。

3.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一涵道(16)、第二涵道(10)和第三涵道(20)呈等腰三角形分布，第一涵道(16)和第二涵道(10)对称分布于机身(3)两侧，第三涵道(20)处于机身(3)头部中轴线处。

4.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一涵道(16)和第二涵道(10)的倾转范围为0～90°。

5.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一螺旋桨(15)、第二螺旋桨(9)和第三螺旋桨(19)均为共轴反转螺旋桨，每副桨叶数量为4片；当所述第一螺旋桨(15)、第二螺旋桨(9)和第三螺旋桨(19)产生向上的升力时，三者的轴向均竖直，且每组共轴反转螺旋桨中，位于上方的螺旋桨能逆时针旋转，位于下方的螺旋桨能顺时针旋转。

6.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一平尾(17)、第二平尾(8)和垂直尾翼(12)均采用NACA0012对称翼型。

7.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述机身(3)的腹部下方沿轴线方向设有第一起落架组(21)和第二起落架组(22)，第一起落架组(21)和第二起落架组(22)均包括沿轴线对称设置的两个起落架，在垂直起降时用于缓冲与支撑机身(3)。

8.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述客舱门包括第一舱门(18)和第二舱门(5)，第一舱门(18)和第二舱门(5)分别对称设于机身(3)的中部两侧。

9.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述涵道舱门(4)关闭时能与机身(3)呈一体式光顺结构，以减小飞行时的阻力。

10.一种根据权利要求1～9任一所述分布式倾转涵道垂直起降飞行器的控制方法，其特征在于，具体如下：

通过调控第一主梁和第二主梁，令第一平尾(17)和第二平尾(8)与机身(3)水平面之间成90°夹角、第一涵道(16)和第二涵道(10)与地面垂直，开启涵道舱门(4)，第一螺旋桨(15)、第二螺旋桨(9)和第三螺旋桨(19)共同产生向上的升力，使飞行器处于垂直起降或悬停状态；同时，可通过分别控制第一螺旋桨(15)、第二螺旋桨(9)和第三螺旋桨(19)的转速，以调节飞行器的重心位置，适应不同的运载情况；

通过调控第一主梁和第二主梁，令第一平尾(17)和第二平尾(8)与机身(3)水平面之间成0°夹角、第一涵道(16)和第二涵道(10)与地面平行，关闭涵道舱门(4)，第一螺旋桨(15)和第二螺旋桨(9)共同产生前飞的推力，第一机翼(1)和第二机翼(7)产生升力，使飞行器处于前飞状态；在飞行过程中，可通过控制第一副翼(2)和第二副翼(6)实现飞行器的滚转操纵，通过控制方向舵(13)实现飞行器的航向操纵，通过控制第一升降舵(14)和第二升降舵(11)实现飞行器的俯仰操纵。