[发明专利]一种变体飞行器

说明书

本发明属于飞行器设计技术领域，具体涉及一种变体飞行器。该变体飞行器包括机身，内变翼段，外变翼段，高速翼段，变体机构；其中，内变翼段与机身通过转动连接；各翼段之间通过转动连接；内变翼段与外变翼段构成可变翼段，通过变体机构实现变体操作；内变翼段、外变翼段和高速翼段上均设置有舵面；本发明提出的变体飞行器在低速时使用大展弦比，实现高效率飞行并且缩短滑跑距离；在高速时变体为小展弦比飞行器，降低阻力，提高机动性，综合实现高速高机动的目标；本发明提出的设计构型大大提高了飞行器的飞行速度和机动性。

技术领域

本发明属于飞行器设计技术领域，具体涉及一种变体飞行器。

背景技术

翼展和平均弦长的比值叫展弦比，也可以表示为翼展的平方与机翼面积的比值。大展弦比的飞机升力系数比较大，可以减小诱导阻力所占阻力的比例，提高机翼效率，增加航程；小展弦比的飞机升力系数小，阻力也小，则表现在飞行速度快，机动性较为灵活，展弦比增大时，机翼的诱导阻力会降低，从而可以提高飞机的机动性和增加亚音速航程，但波阻就会增加，影响飞行的超音速飞行性能。

机翼面积相同，在相同条件下，展弦比大的机翼升力大，可以减小飞机的起飞和降落距离。根据不同展弦比的飞行特点，亚音速飞机一般选用大展弦比的机翼，主要为大航程、低机动性的飞机，例如B-52轰炸机的展弦比为6.5，U-2侦察机的展弦比为10.6，全球鹰无人机的展弦比为25；而超音速战斗机展弦比则较小，可实现高速飞行、完成高机动性战术动作，一般为2.0-4.0。

选用固定展弦比的飞行器一般都是固定用途，仅能实现低速高效率或高速高机动性的一个方面，无法综合低速高效率和高速高机动性两方面的优点。因此为了满足不同飞行状态需求，发展出现了变形机翼技术。然而如现有变形机翼技术如CN201711299673.1一种伸缩变形机翼、CN201711299674.6一种折叠机翼，均采用柔性蒙皮，支点多，翼展变化小，无法满足低速大翼展的需求，且载荷较大时，柔性蒙皮形变大，无法保证稳定的气动外形，影响整体飞行性能。

另外，某现有的变翼展飞行器采用的折叠是通过向上竖立折叠内侧机翼同时将外侧机翼折叠到水平方向，使得重心在机翼下方，故在滚转飞行时，重心相对旋转中心出现一个反向的恢复力矩，并且飞行器的重力G相对舵面的调整力ΔL大，故对滚转姿态调节效果的影响大

发明内容

本发明的目的：由于选用固定展弦比的飞行器一般都是固定用途，仅能实现低速高效率或高速高机动性的一个方面，无法综合低速高效率和高速高机动性两方面的优点，故提出一种变体飞行器，在低速时使用大展弦比，实现高效率飞行并且缩短滑跑距离；在高速时变体为小展弦比飞行器，降低阻力，提高机动性，综合实现高速高机动的目标。

本发明的技术方案：一种变体飞行器，包括机身，内变翼段，外变翼段，高速翼段，变体机构；其中，内变翼段、外变翼段、高速翼段依次转动连接后，对称设置在机身中部两侧；内变翼段与外变翼段构成可变翼段，通过变体机构实现变体操作；内变翼段、外变翼段和高速翼段上均设置有舵面。

本发明提出的变体飞行器，具体变体操作是：在低速时，变体机构伸展，内变翼段、外变翼段与高速翼段共同组成大展弦比的机翼，此时的飞行器操纵与飞翼飞行器一样，舵面用于飞行器俯仰姿态和滚转姿态的调节；其中，两侧舵面同向调节，即同时向上或向下偏转可调整飞行器的俯仰姿态；两侧舵面反向调节，即一边向上一边向下偏转可调整飞行器的滚转姿态；同侧舵面进行上下反向偏转可调整飞行器的偏航姿态。

从低速到高速的过渡，变体机构逐渐收缩以拉近内变翼段和外变翼段的下表面，在拉近过程中，内变翼段和外变翼段均变为半个翼型，其中下表面向上回收变成平面，在完全拉近贴合后，形成一个完整的对称翼型，此时，内变翼段和外变翼段向上立起变为垂尾，垂尾上的舵面用于飞行器的航向姿态调整操纵。

在高速时，飞行器变体为带垂尾的飞翼飞行器，偏航姿态的调整有所变化，由高速翼段的同侧舵面进行上下反向偏转；同时，由内/外变翼段形成的垂尾上的舵面进行左右偏转来配合实现偏航姿态操纵。