本實(shí)用新型涉及一種機(jī)翼與發(fā)動(dòng)機(jī)雙傾轉(zhuǎn)的二軸飛行器,屬于飛行器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
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目前,飛行器可大致分為兩大類:固定翼飛行器和直升機(jī),傳統(tǒng)飛行器的直升機(jī)和固定翼飛機(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn):直升機(jī)起降條件低,但飛行速度慢,靈活性差;傳統(tǒng)固定翼飛機(jī)起降條件高,需要較長(zhǎng)的跑道,但速度快,可控性強(qiáng),飛行穩(wěn)定,安全性高。所以,將固定翼飛行器和直升機(jī)的設(shè)計(jì)理念相結(jié)合,通過飛行姿態(tài)的調(diào)整使兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),是飛行器研究領(lǐng)域的一大熱門。
但進(jìn)行飛行姿態(tài)調(diào)整面臨許多技術(shù)上的難題,如起飛時(shí)的平衡控制,姿態(tài)調(diào)整飛控算法,傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)等等。所以目前已經(jīng)公開投入使用的傾轉(zhuǎn)型飛行器往往有諸多問題,如由美國(guó)研制的軍用傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)V-22魚鷹,曾發(fā)生了四次重大墜機(jī)事故,其中四號(hào)原型機(jī)因發(fā)動(dòng)機(jī)短艙著火墜落,2000年兩架魚鷹因液壓系統(tǒng)故障、機(jī)電問題和飛行控制軟件缺陷墜毀。所以,近年來,關(guān)于傾轉(zhuǎn)型飛行器到底能否安全使用的質(zhì)疑一直不斷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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針對(duì)上述問題,本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種機(jī)翼與發(fā)動(dòng)機(jī)雙傾轉(zhuǎn)的二軸飛行器。
本實(shí)用新型的一種機(jī)翼與發(fā)動(dòng)機(jī)雙傾轉(zhuǎn)的二軸飛行器,它包含機(jī)翼、機(jī)身、主軸、傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳、尾翼、尾翼軸碳棒、副軸,機(jī)翼對(duì)稱分布在機(jī)身的兩側(cè),并通過主軸連接,主軸是由主軸內(nèi)碳棒、主軸外碳棒和軸承組成,主軸內(nèi)碳棒與主軸外碳棒之間通過軸承連接,機(jī)翼分為外側(cè)機(jī)翼和內(nèi)側(cè)機(jī)翼,其中兩側(cè)的內(nèi)側(cè)機(jī)翼的上均設(shè)置有傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),內(nèi)側(cè)機(jī)翼兩側(cè)對(duì)稱布置有兩個(gè)旋翼,且與固定在短艙中的發(fā)動(dòng)機(jī)相連,短艙安裝在內(nèi)側(cè)機(jī)翼根部下方,與機(jī)翼的龍骨相連接,并固定在機(jī)翼上,兩側(cè)機(jī)翼的外端設(shè)置有副翼,發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳相連,螺旋槳設(shè)置在機(jī)身的兩側(cè),機(jī)身的尾部設(shè)置有尾翼,尾翼通過尾翼軸碳棒與機(jī)身的尾部連接,外側(cè)機(jī)翼后緣與內(nèi)側(cè)機(jī)翼后緣均貫穿副軸,副軸與機(jī)身內(nèi)部的舵機(jī)連接。
作為優(yōu)選,所述的機(jī)翼1最窄處寬為25-35cm,最寬處為40-50cm,總長(zhǎng)度為150-200cm,內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2的長(zhǎng)為25-35cm,寬為30-40cm,內(nèi)側(cè)機(jī)翼在機(jī)身2內(nèi)部舵機(jī)控制下傾轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)螺旋槳傾轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)換飛行模態(tài)。
作為優(yōu)選,所述的機(jī)翼、機(jī)身和尾翼均采用輕木材料制作而成,其外面蒙皮。
作為優(yōu)選,所述的機(jī)翼的前緣穿設(shè)有內(nèi)外雙層嵌套碳桿,內(nèi)外雙層嵌套碳桿是由外層碳桿和內(nèi)層碳桿組成,外層碳桿與內(nèi)層碳桿之間通過魚眼軸承連接,其中外層碳桿穿過機(jī)身貫穿內(nèi)側(cè)機(jī)翼前緣,并與機(jī)身內(nèi)部的舵機(jī)通過齒輪嚙合,受舵機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)機(jī)身對(duì)稱的兩部分內(nèi)側(cè)機(jī)翼同時(shí)傾轉(zhuǎn);內(nèi)層碳桿穿過機(jī)身貫穿外側(cè)機(jī)翼前緣,并與機(jī)身內(nèi)部的舵機(jī)相連,受舵機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)機(jī)身對(duì)稱的兩部分外側(cè)機(jī)翼同時(shí)傾轉(zhuǎn)。
作為優(yōu)選,所述的機(jī)身的總長(zhǎng)度為110-130cm。
作為優(yōu)選,所述的所述的主軸內(nèi)碳棒3-1的外徑為6-10cm,內(nèi)徑為5-8cm,主軸外碳棒3-2的外徑為8-15cm,內(nèi)徑為5-10cm。
作為優(yōu)選,所述的發(fā)動(dòng)機(jī)為螺旋槳提供動(dòng)力,并且傾轉(zhuǎn)過程中和螺旋槳一起傾轉(zhuǎn),以提供不同方向動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)直升機(jī)姿態(tài)的垂直起降和固定翼飛機(jī)姿態(tài)的高速飛行。
作為優(yōu)選,所述的螺旋槳置于外側(cè)機(jī)翼和機(jī)身之間,并通過轉(zhuǎn)軸進(jìn)行固定,再進(jìn)行不同時(shí)傾轉(zhuǎn)。
作為優(yōu)選,所述的尾翼包括垂直尾翼和水平尾翼,垂直尾翼上布置方向舵,水平尾翼上布置升降舵,控制尾翼和機(jī)翼同時(shí)傾轉(zhuǎn),減少固定翼飛機(jī)姿態(tài)時(shí)的飛行阻力。
本實(shí)用新型的有益效果:它通過控制機(jī)翼與發(fā)動(dòng)機(jī)不同時(shí)傾轉(zhuǎn),解決了傳統(tǒng)固定翼飛行器起降條件高,而旋翼直升機(jī)速度慢,靈活性差的難題,在起降過程中,采取分段式飛行姿態(tài)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)本新型飛行器由直升機(jī)模式向固定翼飛行器模式的轉(zhuǎn)化,從而達(dá)到既可以靈活起降,又可以快速飛行,靈活操作的目的。
附圖說明:
為了易于說明,本實(shí)用新型由下述的具體實(shí)施及附圖作以詳細(xì)描述。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型的俯視圖;
圖3為圖2中A部的放大圖;
圖4為本實(shí)用新型的側(cè)視圖。
1-機(jī)翼;1-1-外側(cè)機(jī)翼;1-2-內(nèi)側(cè)機(jī)翼;2-機(jī)身;3-主軸;3-1-主軸內(nèi)碳棒;3-2-主軸外碳棒;3-3-軸承;4-傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);5-發(fā)動(dòng)機(jī);6-、螺旋槳;7-尾翼;8-尾翼軸碳棒;9-副軸。
具體實(shí)施方式:
如圖1-圖4所示,本具體實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案:它包含機(jī)翼1、機(jī)身2、主軸3、傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、發(fā)動(dòng)機(jī)5、螺旋槳6、尾翼7、尾翼軸碳棒8、副軸9,機(jī)翼1對(duì)稱分布在機(jī)身2的兩側(cè),并通過主軸3連接,主軸3是由主軸內(nèi)碳棒3-1、主軸外碳棒3-2和軸承3-3組成,主軸內(nèi)碳棒3-1與主軸外碳棒3-2之間通過軸承3-3連接,機(jī)翼1分為外側(cè)機(jī)翼1-1和內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2,其中兩側(cè)的內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2的上均設(shè)置有傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4,內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2兩側(cè)對(duì)稱布置有兩個(gè)旋翼,且與固定在短艙中的發(fā)動(dòng)機(jī)5相連,短艙安裝在內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2根部下方,與機(jī)翼的龍骨相連接,并固定在機(jī)翼上,兩側(cè)機(jī)翼1的外端設(shè)置有副翼,發(fā)動(dòng)機(jī)5與螺旋槳6相連,螺旋槳6設(shè)置在機(jī)身2的兩側(cè),機(jī)身2的尾部設(shè)置有尾翼7,尾翼7通過尾翼軸碳棒8與機(jī)身2的尾部連接,外側(cè)機(jī)翼1-1后緣與內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2后緣均貫穿副軸9,副軸9與機(jī)身2內(nèi)部的舵機(jī)連接。
其中,所述的機(jī)翼1最窄處寬為30cm,最寬處為45cm,總長(zhǎng)度為180cm,內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2的長(zhǎng)為30cm,寬為35cm,內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2在機(jī)身2內(nèi)部舵機(jī)控制下傾轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)螺旋槳6傾轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)換飛行模態(tài);所述的機(jī)翼1、機(jī)身2和尾翼7均采用輕木材料制作而成,其外面蒙皮;所述的機(jī)翼1的前緣穿設(shè)有內(nèi)外雙層嵌套碳桿,內(nèi)外雙層嵌套碳桿是由外層碳桿和內(nèi)層碳桿組成,外層碳桿與內(nèi)層碳桿之間通過魚眼軸承連接,其中外層碳桿穿過機(jī)身2貫穿內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2前緣,并與機(jī)身2內(nèi)部的舵機(jī)通過齒輪嚙合,受舵機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)機(jī)身2對(duì)稱的兩部分內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2同時(shí)傾轉(zhuǎn);內(nèi)層碳桿穿過機(jī)身2貫穿外側(cè)機(jī)翼1-1前緣,并與機(jī)身2內(nèi)部的舵機(jī)相連,受舵機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)機(jī)身2對(duì)稱的兩部分外側(cè)機(jī)翼1-1同時(shí)傾轉(zhuǎn);所述的機(jī)身2的總長(zhǎng)度為120cm;所述的主軸內(nèi)碳棒3-1的外徑為8cm,內(nèi)徑為6cm,主軸外碳棒3-2的外徑為10cm,內(nèi)徑為8cm;所述的發(fā)動(dòng)機(jī)5為螺旋槳6提供動(dòng)力,并且傾轉(zhuǎn)過程中和螺旋槳6一起傾轉(zhuǎn),以提供不同方向動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)直升機(jī)姿態(tài)的垂直起降和固定翼飛機(jī)姿態(tài)的高速飛行;所述的螺旋槳6置于外側(cè)機(jī)翼1-1和機(jī)身2之間,并通過轉(zhuǎn)軸進(jìn)行固定,再進(jìn)行不同時(shí)傾轉(zhuǎn);所述的尾翼7包括垂直尾翼和水平尾翼,垂直尾翼上布置方向舵,水平尾翼上布置升降舵,控制尾翼和機(jī)翼同時(shí)傾轉(zhuǎn),減少固定翼飛機(jī)姿態(tài)時(shí)的飛行阻力。
本具體實(shí)施方式通過在內(nèi)側(cè)可動(dòng)機(jī)翼下部布置可傾轉(zhuǎn)旋翼,機(jī)身2兩側(cè)對(duì)稱的內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2通過外層碳桿連接,外側(cè)機(jī)翼1-1通過內(nèi)層碳桿連接,兩側(cè)旋翼在內(nèi)側(cè)機(jī)翼1-2帶動(dòng)下同步轉(zhuǎn)動(dòng),外側(cè)機(jī)翼1-1同步轉(zhuǎn)動(dòng),可實(shí)現(xiàn)起飛前,以直升機(jī)姿態(tài)垂直起降,起飛后,以固定翼飛機(jī)姿態(tài)高速飛行,靈活可控,起飛前,機(jī)翼1和螺旋槳6豎直垂直于地面,處于直升機(jī)姿態(tài),發(fā)動(dòng)機(jī)5帶動(dòng)螺旋槳6轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生升力,飛行器垂直上升,升到一定高度后,升力維持等于重力,在空中懸停,傾轉(zhuǎn)完成后,機(jī)翼1和螺旋槳6水平于地面,轉(zhuǎn)化為速度快,可控性強(qiáng)的固定翼飛機(jī)姿態(tài),需在空中懸停時(shí),機(jī)翼1和旋翼傾轉(zhuǎn)過程是上述的逆過程。
本具體實(shí)施方式中的機(jī)翼1和旋翼不同步傾轉(zhuǎn),傾轉(zhuǎn)過程分為兩個(gè)階段,第一階段機(jī)翼傾轉(zhuǎn),機(jī)翼由垂直于地面轉(zhuǎn)為水平于地面,使得后續(xù)高速飛行時(shí)阻力盡可能?。坏诙A段螺旋槳傾轉(zhuǎn),螺旋槳傾轉(zhuǎn)分為兩個(gè)過程,螺旋槳首先傾轉(zhuǎn)45°,此時(shí)螺旋槳提供的力在水平方向上的分力提供向前飛行的動(dòng)力和飛行器受到的向后的阻力,在豎直方向上的分力平衡飛行器的重力,待穩(wěn)定后,螺旋槳再次傾轉(zhuǎn)45°,此時(shí)機(jī)翼提供飛行器升力,螺旋槳提供向前飛行的動(dòng)力,達(dá)成垂直起飛的目的。
本具體實(shí)施方式中的尾翼7可傾轉(zhuǎn),借助尾翼7的傾轉(zhuǎn)增加傾轉(zhuǎn)過程的穩(wěn)定性,在傾轉(zhuǎn)的第二階段,即尾翼7和機(jī)翼1同時(shí)傾轉(zhuǎn),減少固定翼飛機(jī)姿態(tài)時(shí)受到的阻力。
本具體實(shí)施方式通過控制機(jī)翼與發(fā)動(dòng)機(jī)不同時(shí)傾轉(zhuǎn),解決了傳統(tǒng)固定翼飛行器起降條件高,而旋翼直升機(jī)速度慢,靈活性差的難題,在起降過程中,采取分段式飛行姿態(tài)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)本新型飛行器由直升機(jī)模式向固定翼飛行器模式的轉(zhuǎn)化,從而達(dá)到既可以靈活起降,又可以快速飛行,靈活操作的目的。
以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理,在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下,本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。