[发明专利]一种飞行模式可变的旋转机翼飞机

说明书

技术领域

本发明涉及航空飞行器技术领域，具体为一种飞行模式可变的旋转机翼飞机。

背景技术

飞机设计的研究者们一直想设计一种飞机兼具高速飞行和狭小空间起降能力，目前在实际应用中，比较成熟的可垂直起降的高速飞行器有类似于“鹞”式攻击机这样的喷气式飞机，以及像V-22“鱼鹰”这样的倾转旋翼飞机。“鹞”式飞机为常规布局，主要利用偏转发动机喷口，改变推力方向的方法实现了垂直起降，但这种实现方式耗油量较大，对发动机要求很高，垂直起降时飞机载荷有限，航程和航时较短；倾转旋翼飞机利用机翼两端的可倾转旋翼实现垂直起降，前飞时旋翼向前倾转成为螺旋桨提供飞机前飞拉力，该类飞行器机械传动系统复杂，结构复杂度高，导致安全性和维护性不佳，旋翼倾转过渡过程控制难度高，动力稳定性差，而且旋翼与机翼之间的气动干扰非常严重。

美国还提出了一种鸭式旋转机翼飞机(CRW)的概念，并制造出两架X-50A“蜻蜓”无人飞行验证机。在目前公开的资料中，X-50A由机身，通过桨毂连接在机身上部的旋转机翼，鸭翼，H型尾翼，涡轮风扇发动机及其燃油系统和飞行控制系统组成；飞机在进行旋翼模式飞行时，旋转机翼高速旋转作旋翼使用，使飞机可以进行垂直起飞和降落，当旋转机翼锁定作为固定翼时，飞机以固定翼模式进行高速飞行。

鸭式旋转机翼飞机解决了倾转旋翼飞机的机械结构复杂等问题，但是两架“蜻蜓”验证机的先后坠毁说明了目前公开的鸭式旋转机翼飞机的技术方案中仍然存在较多严重问题，尤其是飞机在旋翼飞行模式和过渡过程飞行时，旋转机翼下洗气流与尾翼之间会产生强烈的气流干扰，使飞机产生较大和难控的非定常、非线性气动载荷。因此需要对旋转机翼飞机进行进一步研究，使飞机满足在旋翼飞行模式和过渡飞行过程中可控的要求。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术中的问题，提供一种适合实用的，在旋翼飞行模式和过渡飞行过程中可控的旋转机翼飞机，本发明提出了一种飞行模式可变的旋转机翼飞机。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种飞行模式可变的旋转机翼飞机，包括有机身，鸭翼，通过桨毂连接在机身上部的旋转机翼，尾翼和动力系统，其特征在于：鸭翼对称安装在机身头部两侧；尾翼包括垂直尾翼和水平尾翼，垂直尾翼安装在机身后部，水平尾翼安装在垂直尾翼顶端，形成“T”型尾翼；鸭翼，旋转机翼和水平尾翼在飞机Z方向形成由低到高的阶梯式布局；其中Z方向为欧美坐标系下的Z方向；在鸭翼和水平尾翼上安装有增升装置，在旋转机翼卸载的过渡飞行过程中，鸭翼和水平尾翼上产生的升力满足飞机可控飞行所需升力要求；飞机的动力系统包括旋转机翼的旋转驱动系统和飞机前飞动力系统；在旋转机翼上安装有旋转机翼挥舞锁放机构和旋转机翼旋转锁放机构。

所述的一种飞行模式可变的旋转机翼飞机，其特征在于：鸭翼翼根弦线与旋转机翼翼根弦线在飞机Z方向的高度差为h₁，水平尾翼翼根弦线与旋转机翼翼根弦线在飞机Z方向的高度差为h₂，且h₁/2＜h₂＜2h₁。

所述的一种飞行模式可变的旋转机翼飞机，其特征在于：h₁大于鸭翼翼根处弦长。

所述的一种飞行模式可变的旋转机翼飞机，其特征在于：当旋转机翼由旋转机翼挥舞锁放机构和旋转机翼旋转锁放机构锁定为固定翼时，鸭翼与旋转机翼为远距耦合。

所述的一种飞行模式可变的旋转机翼飞机，其特征在于：鸭翼为全动鸭翼，水平尾翼为全动平尾。

所述的一种飞行模式可变的旋转机翼飞机，其特征在于：旋转机翼桨毂为跷跷板式。

所述的一种飞行模式可变的旋转机翼飞机，其特征在于：旋转机翼采用椭圆翼型。

有益效果