一種小型旋翼飛行器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小型旋翼飛行器，其特征在于包括：機(jī)翼、機(jī)身、水平尾翼、垂直尾翼、起落架和飛行控制系統(tǒng)，其特征在于：還包括旋翼、旋翼短艙系統(tǒng)和動力裝置、傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中旋翼上設(shè)置有螺旋槳，通過旋翼傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而調(diào)節(jié)螺旋槳的方向。使小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器具有多種飛行模式，包括直升機(jī)飛行模式、傾轉(zhuǎn)飛行模式以及飛機(jī)飛行模式；小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器飛行速度快、航程遠(yuǎn)，具有固定翼飛機(jī)的高速飛行特性；可以實現(xiàn)垂直起降、空中懸停、低速貼地飛行；耗能低，在巡航飛行時，因機(jī)翼產(chǎn)生升力，旋翼轉(zhuǎn)速低，相當(dāng)于兩副螺旋槳，所以耗能比直升機(jī)低。
【專利說明】—種小型旋翼飛行器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小型飛行器，特別是一種小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器具有獨(dú)特的飛行優(yōu)勢，早在20世紀(jì)40年代末期貝爾直升機(jī)公司就開始對其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。但傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)存在很多自身復(fù)雜的技術(shù)難點，特別是傾轉(zhuǎn)過渡飛行模式的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致其經(jīng)歷了漫長曲折的發(fā)展歷程。我國對于傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的研究還剛剛起步，沒有相關(guān)的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的設(shè)計參數(shù)，目前多處于理論研究階段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明融合了直升機(jī)與固定翼飛機(jī)的優(yōu)點，是一種軍民兩用的高技術(shù)產(chǎn)品。軍用方面，不需要機(jī)場和跑道，生存力強(qiáng)；速度快、航程遠(yuǎn)、有效載荷大，特別適合裝備物資的突擊運(yùn)輸；實現(xiàn)垂直起降，特別適合裝備海軍艦載飛機(jī)；民用方面，可以在沒有機(jī)場的地區(qū)執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù)，在出現(xiàn)緊急事故、災(zāi)難時它可以及時迅速的出動執(zhí)行救援任務(wù)，節(jié)省寶貴時間。同時可以完成海洋勘探、航空拍照等任務(wù)。
[0004]本發(fā)明主要針對小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的利用優(yōu)勢和當(dāng)前需求，提供一種更為先進(jìn)適用的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其特征在于包括:機(jī)翼、機(jī)身、水平尾翼、垂直尾翼、起落架和飛行控制系統(tǒng)，還包括旋翼、旋翼短艙系統(tǒng)和動力裝置、傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中旋翼上設(shè)置有螺旋槳，通過旋翼傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而調(diào)節(jié)螺旋槳的方向。；整個飛行器采用正常的上單翼飛機(jī)布局，在機(jī)翼上設(shè)置襟副翼，機(jī)翼外側(cè)布置可傾轉(zhuǎn)的旋翼短艙；飛行器尾部安裝水平安定面、垂直安定面以及升降舵和方向舵；布置前三點式起落架；兩臺發(fā)動機(jī)分別驅(qū)動兩副旋翼工作，并通過同步協(xié)調(diào)軸保證雙旋翼轉(zhuǎn)速同步；采用電動位置伺服系統(tǒng)及蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)，通過高精度數(shù)字舵機(jī)驅(qū)動蝸桿帶動蝸輪，聯(lián)動傾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)發(fā)動機(jī)短艙及旋翼系統(tǒng)傾轉(zhuǎn)?？刂葡到y(tǒng)主要包括地面站監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)載飛行控制律、飛行控制計算機(jī)操作系統(tǒng)、航姿信號處理單元。硬件方面包括航姿測量模塊aMU)、GPS接收模塊、舵機(jī)驅(qū)動模塊、遙控解碼模塊以及基于ARM架構(gòu)的飛控計算機(jī)。所述的旋翼有2個；槳葉數(shù)量為3*2，并兼有直升機(jī)的旋翼飛行特性和飛機(jī)的螺旋槳飛行性能。
[0005]本發(fā)明所實現(xiàn)的技術(shù)效果是:小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器具有多種飛行模式，包括直升機(jī)飛行模式、傾轉(zhuǎn)飛行模式以及飛機(jī)飛行模式。在直升機(jī)飛行模式時主要由左右旋翼提供力和力矩，旋翼總距同步操縱控制飛行器的升降運(yùn)動，同步縱向變距控制縱向運(yùn)動，縱向變距差動實現(xiàn)航向運(yùn)動，總距差動實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)運(yùn)動；在飛機(jī)飛行模式時，旋翼總距操縱改變拉力矢量的大小，副翼調(diào)節(jié)滾轉(zhuǎn)運(yùn)動，升降舵提供俯仰力矩，方向舵實現(xiàn)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎；在傾轉(zhuǎn)過渡飛行時主要通過控制旋翼短艙的傾角與飛行速度的對應(yīng)關(guān)系，同時協(xié)調(diào)總距與縱向變距，完成傾轉(zhuǎn)過渡模式飛行。
[0006]本發(fā)明所具備的技術(shù)優(yōu)點和優(yōu)勢:飛行速度快、航程遠(yuǎn)，具有固定翼飛機(jī)的高速飛行特性；可以實現(xiàn)垂直起降、空中懸停、低速貼地飛行；耗油率低，在巡航飛行時，因機(jī)翼產(chǎn)生升力，旋翼轉(zhuǎn)速低，相當(dāng)于兩副螺旋槳，所以耗油率比直升機(jī)低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。
[0008]圖1是小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的主要結(jié)構(gòu)圖 圖2是傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖
圖3是直升機(jī)飛行模式圖 圖4是過渡飛行模式圖 圖5是固定翼飛機(jī)飛行模式圖
其中，1.機(jī)翼2.機(jī)身3.起落架4.旋翼短艙系統(tǒng)和動力裝置5.水平尾翼6.垂直尾翼7.旋翼8.伺服電機(jī)9.蝸桿10.渦輪11.傾轉(zhuǎn)軸
【具體實施方式】
[0009]通過地面監(jiān)控系統(tǒng)控制小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器以直升機(jī)模式垂直起飛，在直升機(jī)飛行模式獲得一定的前飛速度，進(jìn)入傾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換走廊，機(jī)載控制系統(tǒng)與外控手操縱補(bǔ)償下實現(xiàn)過渡模式飛行，最終以飛機(jī)模式高速前飛；在著陸時，通過旋翼短艙的傾轉(zhuǎn)，由飛機(jī)模式飛行到過渡模式飛行最終以直升機(jī)模式降落。整個過程可以遙控控制，或者智能模式控制。可以根據(jù)實際需要加載不同的執(zhí)行設(shè)備，諸如航拍設(shè)備和武器等。
[0010]整個飛行器采用正常的上單翼飛機(jī)布局，在機(jī)翼上設(shè)置襟副翼，機(jī)翼外側(cè)布置可傾轉(zhuǎn)的旋翼短艙；飛行器尾部安裝水平安定面、垂直安定面以及升降舵和方向舵；布置前三點式起落架；兩臺發(fā)動機(jī)分別驅(qū)動兩副旋翼工作，并通過同步協(xié)調(diào)軸保證雙旋翼轉(zhuǎn)速同步；采用電動位置伺服系統(tǒng)及蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)，通過高精度數(shù)字舵機(jī)驅(qū)動蝸桿帶動蝸輪，聯(lián)動傾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)發(fā)動機(jī)短艙及旋翼系統(tǒng)傾轉(zhuǎn)。控制系統(tǒng)主要包括地面站監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)載飛行控制律、飛行控制計算機(jī)操作系統(tǒng)、航姿信號處理單元。硬件方面包括航姿測量模塊aMU)、GPS接收模塊、舵機(jī)驅(qū)動模塊、遙控解碼模塊以及基于ARM架構(gòu)的飛控計算機(jī)。所述的旋翼有2個；槳葉數(shù)量為3*2，并兼有直升機(jī)的旋翼飛行特性和飛機(jī)的螺旋槳飛行性能。其中:旋翼數(shù)量2 ;槳葉數(shù)量3*2 ;旋翼直徑1.1m ;機(jī)翼旋長0.3m ;機(jī)翼翼展
1.6m ;發(fā)動機(jī)功率2kw*2 ;最大起飛重量15kg ;有效載荷4kg ;最大前飛速度25-30m/s ;試飛時間15分鐘。
[0011]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種小型旋翼飛行器，其特征在于包括:機(jī)翼、機(jī)身、水平尾翼、垂直尾翼、起落架和飛行控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括旋翼、旋翼短艙系統(tǒng)和動力裝置、傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中旋翼上設(shè)置有螺旋槳，通過旋翼傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而調(diào)節(jié)螺旋槳的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其特征在于:小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器具有三種飛行模式，包括直升機(jī)飛行模式、傾轉(zhuǎn)飛行模式以及飛機(jī)飛行模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其特征在于:整個飛行器采用正常的上單翼飛機(jī)布局，在機(jī)翼上設(shè)置襟副翼，機(jī)翼外側(cè)布置可傾轉(zhuǎn)的旋翼短艙；飛行器尾部安裝水平安定面、垂直安定面以及升降舵和方向舵；布置前三點式起落架；采用電動位置伺服系統(tǒng)及蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)，通過高精度數(shù)字舵機(jī)驅(qū)動蝸桿帶動蝸輪，聯(lián)動傾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)發(fā)動機(jī)短艙及旋翼系統(tǒng)傾轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其特征在于:通過地面監(jiān)控系統(tǒng)控制小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器以直升機(jī)模式垂直起飛，在直升機(jī)飛行模式獲得一定的前飛速度，進(jìn)入傾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換走廊，機(jī)載控制系統(tǒng)與外控手操縱補(bǔ)償下實現(xiàn)過渡模式飛行，最終以飛機(jī)模式高速前飛；在著陸時，通過旋翼短艙的傾轉(zhuǎn)，由飛機(jī)模式飛行到過渡模式飛行最終以直升機(jī)模式降落。
【文檔編號】B64C27/28GK103803079SQ201210449060
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】王也 申請人:上海市閔行區(qū)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)協(xié)會