[发明专利]纵列式双旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器

摘要

本发明公开了一种纵列式双旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器，属于航空飞行器设计技术领域。所述飞行器由两个特型旋翼、一个固定翼、两个矢量推进桨、机身、垂直尾翼和水平尾翼组成。所述的两个特型旋翼分别位于机身的头部的上方和垂直尾翼的上方，两者的直径相等；固定翼位于两个特型旋翼在水平面的投影之间，所述两个矢量推进桨分别位于固定翼的后缘，矢量推进桨轴线方向可向上或向下偏转20度。本发明同时具有垂直起飞/降落与高速平飞的能力，并且可在空中进行这两种模式的转换。本发明平飞速度、航程和航时将相比常规直升机提高约50％，具有更大的作业范围和更高的作业能力，将来可代替直升机。

主权项

1.纵列式双旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器，包括机身、固定翼、垂直尾翼和水平尾翼，其特征在于：还包括两个矢量推进桨和两个特型旋翼；所述的两个特型旋翼分别位于机身的头部的上方和垂直尾翼的上方，两者的直径相等；固定翼位于两个特型旋翼在水平面的投影之间，固定翼翼根前缘点到机身头部一个特型旋翼旋转中心的距离等于特型旋翼的半径，固定翼的后缘到机身尾部一个特型旋翼旋转中心的距离等于特型旋翼的旋转半径；所述两个矢量推进桨分别位于固定翼的后缘，两者相对于机身对称布置，间距为特型旋翼的直径的0.8‑1倍，矢量推进桨轴线方向可向上或向下偏转20度；所述特型旋翼的两个叶片的平面形状均为等腰梯形，叶片长度与平均宽度之比为6‑10，梢根比0.6，选用相对厚度8％‑12％、上下曲线皆为椭圆曲线的前后对称的翼型；所述固定翼的面积为特型旋翼旋转状态桨盘面积的20％‑25％，固定翼的展弦比为13‑17，选用相对厚度10％‑15％的高升阻比翼型；所述机身的长度为特型旋翼直径的1.5倍；所述垂直尾翼面积为固定翼面积的10％‑15％，水平尾翼面积为固定翼的面积的15％‑20％，展弦比为5‑8，垂直尾翼和水平尾翼均选用相对厚度8％‑12％的上下对称翼型；飞行器的工作模式分为垂直起降模式和高速平飞模式，在垂直起降模式中，两个特型旋翼工作，提供飞行器的升力和控制力，使飞行器可以垂直起飞和降落；平飞模式时，两个特型旋翼停转锁定平行于固定翼，转变为固定翼面，此时飞机的主要升力由固定翼提供，特型旋翼提供少量升力，垂直尾翼和水平尾翼平衡俯仰和偏航的扭矩，矢量推进桨高速旋转提供向前的水平推力，同时可以通过调整推力方向为飞行器提供滚转控制力矩，使得飞行器做高速平飞；在由垂直起降模式转换到平飞模式的过程中，首先矢量推进桨开始旋转提供推力，并逐渐增大转速和推力使飞行器水平加速，随后固定翼开始产生升力，并逐渐提供主要升力，特型旋翼开始减速旋转并最终停转锁定；在由平飞模式转换到垂直起降模式过程中，首先飞行器减速飞行，特型旋翼解锁并开始旋转，升力逐渐增大，之后平飞速度减至零时提供全部升力，矢量推进桨逐渐减速停止工作。