[发明专利]一种采用风扇涵道结构控制偏航和俯仰的倾转旋翼机

说明书

技术领域

本发明涉及倾转旋翼机技术领域，尤其涉及一种采用风扇涵道结构控制偏航和俯仰的倾转旋翼机。

背景技术

倾转旋翼机是一种将固定翼飞机和直升机特点融为一体的新型飞行器，有人形象地称其为空中“混血儿”，其可以像直升机一样垂直起降，亦能像普通飞机一样高速飞行。

参见图1和图2，图中给出的是现有的一种倾转旋翼机，其包括机身10、横向设置在机身10中部两侧的左、右机翼20a、20b、设置在左、右机翼20a、20b的端部上的左、右旋翼30a、30b以及设置在机身10的尾部上的尾翼40。这种倾转旋翼机的三轴姿态控制全部由左、右旋翼30a、30b上的螺旋桨31a、310b的桨距调整来实现，但由于螺旋桨31a、310b的直径很大，造成高速旋转时转动惯量很大，因此在改变螺旋桨31a、310b的轴线方向时所产生的陀螺效应非常大。此外，由于螺旋桨31a、310b本身负载较大，造成在改变其轴线方向时反应较慢，不会太敏捷，同时由于姿态的三个轴向调整会相互影响的。上述因素会造成这种倾转旋翼机的操纵比较困难，飞行自动控制系统非常复杂。

为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有的倾转旋翼机存在不便于飞机的三轴姿态控制、反应速度慢、陀螺效应大、飞行自动控制系统复杂等问题，而提供一种便于飞机的三轴姿态控制、反应速度快、避免产生陀螺效应、简化飞行自动控制系统、稳定性高的采用风扇涵道结构控制偏航和俯仰的倾转旋翼机。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种采用风扇涵道结构控制偏航和俯仰的倾转旋翼机，包括机身、横向设置在所述机身中部两侧的左、右机翼、分别设置在所述左、右机翼的端部上的左、右旋翼以及设置在所述机身的尾部上的尾翼；其特征在于，在所述机身的尾部沿机身轴向间隔开设有一纵向风扇涵道和一横向风扇涵道，所述纵向风扇涵道的中心轴线垂直于机身轴线且沿纵向贯通所述机身的尾部，在所述纵向风扇涵道内设置有一与所述倾转旋翼机的飞行控制系统连接的用于产生垂直于所述机身轴线的纵向推力的纵向螺旋桨机构，所述横向风扇涵道的中心轴线垂直于机身轴线且沿横向贯通所述机身的尾部，在所述横向风扇涵道内设置有一与所述倾转旋翼机的飞行控制系统连接的用于产生垂直于所述机身轴线的横向推力的横向螺旋桨机构。

在本发明的一个优选实施例中，所述纵向螺旋桨机构包括一第一驱动电机和一第一变距螺旋桨，所述第一驱动电机安装在所述纵向风扇涵道内且与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接，所述第一变距螺旋桨安装在所述第一驱动电机的输出轴上。

在本发明的一个优选实施例中，所述纵向螺旋桨机构包括上、下驱动电机、至少一上定距螺旋桨和至少一下定距螺旋桨，所述上、下驱动电机沿纵向上下相对设置在所述纵向风扇涵道内且分别与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接，每一上定距螺旋桨分别与所述上驱动电机的输出轴连接，每一下定距螺旋桨分别与所述下驱动电机的输出轴连接，所述上定距螺旋桨的桨叶方向与所述下定距螺旋桨的桨叶方向相反。

在本发明的一个优选实施例中，所述横向螺旋桨机构包括一第二驱动电机和一第二变距螺旋桨，所述第二驱动电机安装在所述横向风扇涵道内且与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接，所述第二变距螺旋桨安装在所述第二驱动电机的输出轴上。

在本发明的一个优选实施例中，所述横向螺旋桨机构包括左、右驱动电机、至少一左定距螺旋桨和至少一右定距螺旋桨，所述左、右驱动电机沿横向左右相对设置在所述横向风扇涵道内且分别与所述倾转旋翼机的飞机控制系统连接，每一左定距螺旋桨分别与所述左驱动电机的输出轴连接，每一右定距螺旋桨分别与所述右驱动电机的输出轴连接，所述左定距螺旋桨的桨叶方向与所述右定距螺旋桨的桨叶方向相反。

在本发明的一个优选实施例中，所述尾翼为倒V字型尾翼。

由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：在机身的尾部沿机身轴向间隔开设有纵、横向风扇涵道，纵、横向风扇涵道内分别设置有纵、横向螺旋桨机构，纵、横向螺旋桨机构在飞行控制系统的控制下产生垂直于机身轴线的纵向推力和横向推力，分别用于控制飞机的俯仰和偏航姿态，同时还可以通过左右两个主旋翼的桨距的差动改变来实现横滚的姿态控制。本发明的倾转旋翼机在飞机垂直起飞、降落或低于平飞速度时无需旋翼上的螺旋桨控制其三轴姿态，可有效地简化飞行自动控制系统。本发明采用涵道风扇结构控制飞机的三轴姿态更加方便可靠，反应速度快，防止陀螺效应产生，控制稳定性高。