[发明专利]一种基于矢量喷管的单发动机飞行器及其方法

权利要求书

1.一种基于矢量喷管的单发动机飞行器，其特征在于，包括发动机(1)和安装架(6)；所述安装架(6)为环形框架结构，中心同轴竖直安装有发动机(1)，发动机(1)的尾喷管(2)位于安装架(6)下方；所述尾喷管(2)能在发动机(1)轴线夹角20°、周向360°内自由转动，用于改变推力方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷管的单发动机飞行器，其特征在于，所述安装架(6)底部周向均匀固定有若干能沿发动机(1)轴向伸缩的飞行器支撑架(7)；飞行器支撑架(7)处于拉伸极限位置时的底部超过尾喷管(2)的端口，用于着陆支撑。

3.根据权利要求2所述的一种基于矢量喷管的单发动机飞行器，其特征在于，所述飞行器支撑架(7)包括第一支撑杆(8)、第二支撑杆(9)、第三连杆(10)和传动块(12)；所述第一支撑杆(8)的一端固定于安装架(6)底部，另一端与第二支撑杆(9)同轴套设连接，两者能沿轴向滑动；可伸缩的第三连杆(10)固定于第一支撑杆(8)和第二支撑杆(9)的外侧，第三连杆(10)上设有用于控制其伸缩的传动块(12)；通过传动块(12)控制第三连杆(10)伸缩以带动第一支撑杆(8)和第二支撑杆(9)的相对滑动。

4.根据权利要求2所述的一种基于矢量喷管的单发动机飞行器，其特征在于，所述飞行器支撑架(7)的底部设置有用于起到降落缓冲作用的柔性块(12)。

5.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷管的单发动机飞行器，其特征在于，所述尾喷管(2)通过铰接于其上部外周的环状第一连杆(3)与发动机(1)连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷管的单发动机飞行器，其特征在于，所述尾喷管(2)外周通过若干第二连杆(5)与不同的舵机(4)连接，通过舵机(4)能驱动第二连杆(5)使尾喷管(2)发生偏转，以改变推力方向。

7.根据权利要求6所述的一种基于矢量喷管的单发动机飞行器，其特征在于，所述第二连杆(5)共有四个，均匀分布于尾喷管(2)的外周，且每个第二连杆(5)与尾喷管(2)连接的一端位于同一径向横切面；所有第二连杆(5)能分别控制尾喷管(2)在正交方向上的偏转角度，使尾喷管(2)具有360°的周向运动能力。

8.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷管的单发动机飞行器，其特征在于，所述安装架(6)外圈布置有油箱、控制单元和通讯装置，用于供油、飞行控制和地面通讯。

9.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷管的单发动机飞行器，其特征在于，所述发动机(1)包括但不限于涡喷发动机、活塞发动机或者涵道发动机。

10.一种利用权利要求1～9任一所述基于矢量喷管的单发动机飞行器的飞行降落方法，其特征在于，具体如下：

飞行器起飞前，通过设置于安装架(6)底部的可伸缩飞行器支撑架(7)将发动机(1)悬空，发动机(1)轴向与地面垂直，控制尾喷管(2)的喷口方向竖直向下；随后进行点火操作，启动发动机(1)，逐渐增大转速，使飞行器垂直升起；在飞行器离地一定高度后，收起飞行器支撑架(7)，通过改变尾喷管(2)的转动情况以改变喷口推力方向，实现飞行器的悬停和升降运动；当需要飞行器降落时，首先使其处于悬停状态，随后逐渐减少发动机(1)的供油量，使飞行器缓慢下降；当飞行器平稳落地后，关闭发动机(1)。