[发明专利]共轴双旋翼偏转翼飞机

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种飞行器，既能以直升机方式稳定的垂直或短距离滑跑起降，也能以固定翼飞机方式快速度大载重飞行。显著提高载具适应不同任务的能力。

背景技术

目前，国内外已知的偏转翼飞机，如美国V-22大都采取运输机机体，靠发动机短舱整体偏转，带动机身两侧旋翼做垂直起降或者固定翼平飞，具备了短距、垂直起能力、空中快速飞行的优点。

但是正因为采用两边旋翼抬着飞机飞行，其稳定性远不如采取一个旋翼轴的直升机，而且现有偏转翼飞机从靠旋翼升力转变到靠机翼升力操纵控制难度大，机械复杂，单发飞行能力欠缺，安全性不高，价格昂贵，同时飞机在起飞时机翼且会阻挡部分旋翼气流，损耗部分发动机功率，不利于燃油效率的提高，影响了有效载荷及航程。

这些不可忽视的缺陷造成偏转翼飞机难以像普通直升机那样大量装备，灵活使用，目前投入实用的载人偏转翼飞机，也仅有美军的V-22系列。

而现有直升机的飞行控制系统都非常复杂，周期距控制系统、总距控制系统、反扭力控制系统都是常规直升机设计中无法回避的技术难题，这导致飞行器机械复杂，维护检修工作量较大，使用成本较高。

同时现有的直升机由于在高速飞行时直升机的前冲力会增加通过前行桨叶的空气速度，同时减小后行桨叶的速度，螺旋桨叶在高速运转中的速度就可能达到超音速，而另一侧对应的螺旋桨叶却处于失速的边缘状态，这限制了普通直升机的最大速度只能在300公里/小时左右。

发明内容

针对现有偏转翼飞机稳定性差、安全性不高、技术负责、操作难度大、价格昂贵等缺陷，本发明提供一种高飞行稳定性，并能融固定翼飞机和直升机优点为一体的一种飞行器。它既具有固定翼飞机速度快和航程远的特点，又能象直升机一样安全、稳定的垂直起降和悬停，并且以全新的飞行控制方式，简化了传统直升机和偏转翼飞机复杂的飞行控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

为能具备变固定翼飞行能力，本发明采用了机体外门式发动机偏转支架，在类似普通直升飞机机体的外部设置了一门式外支架，支架的顶端装刚性共轴双旋翼，发动机及大型固定翼安装于门式支架的外侧，发动机通过支架内的传动轴与支架顶端的刚性共轴双旋翼连接。门式支架底部轴连接于载人机体两侧靠近重心附近。使整个飞行动力系统、大部分飞行控制系统都与飞机主机体分开，并依靠转轴在不改变飞机机体姿态的情况下实现旋翼系统牵引方向的改变。在直升机飞行模式中：门式支架垂直于机身，刚性共轴双旋翼产生下洗气流，支持飞机悬停及垂直起降。大载荷短距起降时：门式支架向前倾斜一定角度，刚性共轴双旋翼向后下方产生气流，旋翼拉动飞机作短距起降。起飞后需要固定翼飞行模式高速飞行时：门式支架向前平放，与机体平行，刚性共轴双旋翼向正前方产生拉力，固定翼面在高速度情况下产生浮力托举飞机，飞机作高速水平飞行。

新飞行控制方式：

飞行控制：当飞机要前进或者后退时，直接采取飞机外门式支架向前倾斜或者向后倾斜来实现前进与后退，或者以主翼襟翼改变下洗气流控制前进与后退。左右方向的控制则采取在直升机模式下以主翼、襟翼改变下洗气流来实现，在固定翼及短距飞行模式下侧依靠尾翼控制方向。

由于采用刚性共轴旋翼也省去了常规直升机的反扭力控制系统，同时也因有了全新的方向控制方式，本发明也省去了一般共轴旋翼机的差动方向控制系统。

总之本发明采取简单并有效的控诉方式，节省大量的结构重量提高有效载荷。也提高了飞行器的可靠性。

本发明的有益效果是：

有效的提高飞行器的飞行稳定性：在飞行稳定性方面与普通的旋翼直升机完全一样，避免了普通偏转翼飞机重心不稳的现象。

提高了飞行器的有效载荷：在同等级情况下以短距起飞方式可比直升机取得更大的载重效果，投送人员，物资的效率更高。

速度更快：由于在飞行中旋翼能调整到水平方向，旋翼效率完全用于推动飞机前行，必开了直升机的速度限制，具备高速飞行的能力。

航程更远：由于旋翼水平调整提升了燃油效率，在同等载油量情况下，该发明飞行器比类似级别直升机及普通偏转翼飞机更能取得航程上的优势，并且飞行速度更快，飞的更高。

维护简便：由于采用了全新的飞行控制方式，简化了机械控制系统，大大降低了维护工作量。

安全性提高：对比现有偏转翼飞机，该发明简单有效，重心稳定，在遇到机械故障后能与直升机一样依靠旋翼坠落逃生。

对技术要求不高：本发明完全依据现有的直升机技术设计，现有的直升机技术完全能实现。