一种带尾翼的复合型飞行器.pdf

一种带尾翼的复合型飞行器，属飞行器技术领域，包括机身、左复合机翼、右复合机翼、尾翼和起落架。机身内配有操控系统和机载设备。尾翼位于机身的尾部，尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。起落架采用轮式结构。左复合机翼和右复合机翼结构相同，它们对称安装于机身的左右两侧。左复合机翼内配有两个旋翼，每个旋翼都由一个发动机驱动。左复合机翼的翼片包括固定的前部翼片和能绕翼轴偏转的后部翼片。所有旋翼都位于翼轴的下方。所述带尾翼的复合型飞行器起降场地不大，能垂直升降。产生的升力较大，安全稳定且机动灵活。

1.  一种带尾翼的复合型飞行器，其特征在于：包括机身（1）、左复合机翼（2）、右复合机翼（3）、尾翼（4）和起落架（5）；机身（1）内配有操控系统和机载设备左复合机翼（2）和右复合机翼（3）结构相同，它们对称安装于机身（1）的左右两侧；尾翼（4）位于机身（1）的尾部，尾翼（4）包括水平尾翼（41）和垂直尾翼（42）；起落架（5）采用轮式结构；左复合机翼（2）的结构是：左复合机翼（2）包括前部翼片（21）、后部翼片（22）、翼轴（23）、外旋翼（24）、内旋翼（25）、外发动机（26）、内发动机（27）和支架（28）；前部翼片（21）固定在机身（1）的左侧；翼轴（23）横向水平布置，翼轴（23）的左端与前部翼片（21）相连，翼轴（23）的右端固定在机身（1）上，翼轴（23）置于前部翼片（21）的后缘处；前部翼片（21）的前缘高于前部翼片（21）的后缘，前部翼片（21）与水平面的夹角在4°-15°之间；后部翼片（22）的前端与翼轴（23）相连，后部翼片（22）能绕翼轴（23）上下偏转；相对水平面而言，后部翼片（22）向上偏转的最大角度不超过20°，后部翼片（22）向下偏转的最大角度不超过15°；内旋翼（25）靠近机身（1）安装而外旋翼（24）远离机身（1）安装；外旋翼（24）的直径和内旋翼（25）的直径相等；外旋翼（24）和内旋翼（25）转向相反；外发动机（26）和内发动机（27）通过支架（28）分别安装在外旋翼（24）和内旋翼（25）的上方，外发动机（26）和内发动机（27）的轴出轴分别与外旋翼（24）和内旋翼（25）相连；内旋翼（25）的旋转中心和外旋翼（24）的旋转中心的连线处于翼轴（23）的正下方，且该连线与翼轴（23）平行；外旋翼（24）的旋转平面和内旋翼（25）的旋转平面共面；内旋翼（25）的旋转平面稍向前下方倾斜，内旋翼（25）的旋转平面与水平面的向前下方的夹角不大于6°；后部翼片（21）向下偏转最大角度时其后缘到内旋翼（25）的旋转平面的最短距离大于12mm；后部翼片（21）的弦长等于或稍小于内旋翼（25）的旋转半径；前部翼片（21）的弦长等于或稍大于内旋翼（25）的旋转半径；左复合机翼（2）的展长大于内旋翼（25）的直径的两倍。

2.  根据权利要求1所述的一种带尾翼的复合型飞行器，其特征在于：前部翼片（21）与水平面的夹角为12°；相对水平面而言，后部翼片（22）向上偏转的最大角度为15°，后部翼片（22）向下偏转的最大角度为12°。

3.  根据权利要求1或2所述的一种带尾翼的复合型飞行器，其特征在于：后部翼片（21）的弦长稍小于内旋翼（25）的旋转半径；前部翼片（21）的弦长稍大于内旋翼（25）的旋转半径。

一种带尾翼的复合型飞行器
技术领域
一种带尾翼的复合型飞行器，属飞行器技术领域，尤其涉及一种带尾翼的复合型飞行器。
背景技术
传统的飞机起飞和降落需要较长跑道，也不方便超低速飞行，较短距离起降也很困难。传统的直升机能耗大，效率低，安全性和稳定性不高。
发明内容
本发明的目的是克服传统的飞机和直升机的上述不足，发明一种方便短距离起降的高效的安全稳定的带尾翼的复合型飞行器。
一种带尾翼的复合型飞行器，包括机身、左复合机翼、右复合机翼、尾翼和起落架。机身内配有操控系统和机载设备。左复合机翼和右复合机翼结构相同，它们对称安装于机身的左右两侧。尾翼位于机身的尾部，尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼包括前段固定部分和后段活动部分，垂直尾翼的后段可左右偏转。水平尾翼起水平安定面和升降舵的作用，垂直尾翼起竖向安定面和方向舵的作用。起落架采用轮式结构。
左复合机翼的结构是：左复合机翼包括前部翼片、后部翼片、翼轴、外旋翼、内旋翼、外发动机、内发动机和支架。前部翼片固定在机身的左侧。翼轴横向水平布置，翼轴的左端与前部翼片相连，翼轴的右端固定在机身上，翼轴置于前部翼片的后缘处。前部翼片的前缘高于前部翼片的后缘，前部翼片与水平面的夹角在4°-15°之间。后部翼片的前端与翼轴相连，后部翼片能绕翼轴上下偏转。相对水平面而言，后部翼片向上偏转的最大角度不超过20°，后部翼片向下偏转的最大角度不超过15°。内旋翼靠近机身安装而外旋翼远离机身安装。外旋翼的直径和内旋翼的直径相等。外旋翼和内旋翼转向相反。外发动机和内发动机通过支架分别安装在外旋翼和内旋翼的上方，外发动机和内发动机的轴出轴分别与外旋翼和内旋翼相连。内旋翼的旋转中心和外旋翼的旋转中心的连线处于翼轴的正下方，且该连线与翼轴平行。外旋翼的旋转平面和内旋翼的旋转平面共面。内旋翼的旋转平面稍向前下方倾斜，内旋翼的旋转平面与水平面的向前下方的夹角不大于6°。后部翼片向下偏转最大角度时其后缘到内旋翼的旋转平面的最短距离大于12mm。后部翼片的弦长等于或稍小于内旋翼的旋转半径。前部翼片的弦长等于或稍大于内旋翼的旋转半径。左复合机翼的展长大于内旋翼的直径的两倍。
该发明一种带尾翼的复合型飞行器的工作原理是：如将左复合机翼的后部翼片和右复合机翼的后部翼片都向下偏转，起动所有的发动机，分别驱动对应的旋翼旋转，所述飞行器可实现滑跑起飞；如将左复合机翼的后部翼片和右复合机翼的后部翼片都向上偏转到最高位置，所述飞行器可实现垂直起飞。调整左复合机翼的后部翼片和右复合机翼的后部翼片的偏转角度和方向可改变所述飞行器产生的空气动力的方向和大小，通过调整各旋翼的转速也可改变所述飞行器的空气动力的大小和方向。通过尾翼来控制所述飞行器的俯仰和航向。跟传统的飞机比较，本发明带尾翼的复合型飞行器要求的起降场地不大，且能垂直升降。与传统的直升机比较，本发明带尾翼的复合型飞行器由于左复合机翼和右复合机翼的存在，所述飞行器产生的升力较大，如果失去动力也能滑翔较长的距离，可以争取更多的时间来维修设备或寻找安全着陆点，这样比较安全；由于动力失去即使垂直下降所述飞行器的下降速度也不会太快，相对较安全。由于内旋翼和外旋翼转向相反，可抵消转动力矩，飞行稳定且控制简单；由于所有旋翼都处于翼片的下方，旋翼转动时会改善翼片上下表面的流场，增大下洗气流，延缓翼片的上表面的气流分离，提高效率，使升力系数大大增加。
附图说明
图1是本发明一种带尾翼的复合型飞行器的左视示意图，图2是图1的俯视示意图；图3是放大了的左复合机翼的左视示意图，图4是图3的俯视示意图。
图中，1-机身，2-左复合机翼，3-右复合机翼，4-尾翼，41-水平尾翼，42-垂直尾翼，5-起落架；属于左复合机翼2的构件包括：21-前部翼片，22-后部翼片，23-翼轴，24-外旋翼，25-内旋翼，26-外发动机，27-内发动机，28-支架。
具体实施方式
现结合附图对本发明加以具体说明：一种带尾翼的复合型飞行器，包括机身1、左复合机翼2、右复合机翼3、尾翼4和起落架5。机身1内配有操控系统和机载设备。左复合机翼2和右复合机翼3结构相同，它们对称安装于机身1的左右两侧。尾翼4位于机身1的尾部，尾翼4包括水平尾翼41和垂直尾翼42。水平尾翼41包括前段固定部分和后段活动部分，垂直尾翼42的后段可左右偏转。水平尾翼41起水平安定面和升降舵的作用，垂直尾翼42起竖向安定面和方向舵的作用。起落架5采用轮式结构。左复合机翼2的结构是：左复合机翼2包括前部翼片21、后部翼片22、翼轴23、外旋翼24、内旋翼25、外发动机26、内发动机27和支架28。前部翼片21固定在机身1的左侧。翼轴23横向水平布置，翼轴23的左端与前部翼片21相连，翼轴23的右端固定在机身1上，翼轴23置于前部翼片21的后缘处。前部翼片21的前缘高于前部翼片21的后缘，前部翼片21与水平面的夹角为12°。后部翼片22的前端与翼轴23相连，后部翼片22能绕翼轴23上下偏转。相对水平面而言，后部翼片22向上偏转的最大角度为15°，后部翼片22向下偏转的最大角度为12°。内旋翼25靠近机身1安装而外旋翼24远离机身1安装。外旋翼24的直径和内旋翼25的直径相等。外旋翼24和内旋翼25转向相反。外发动机26和内发动机27通过支架28分别安装在外旋翼24和内旋翼25的上方，外发动机26和内发动机27的轴出轴分别与外旋翼24和内旋翼25相连。内旋翼25的旋转中心和外旋翼24的旋转中心的连线处于翼轴23的正下方，且该连线与翼轴23平行。外旋翼24的旋转平面和内旋翼25的旋转平面共面。内旋翼25的旋转平面稍向前下方倾斜，内旋翼25的旋转平面与水平面的向前下方的夹角为4°。后部翼片21向下偏转最大角度时其后缘到内旋翼25的旋转平面的最短距离大于12mm。后部翼片21的弦长稍小于内旋翼25的旋转半径。前部翼片21的弦长稍大于内旋翼25的旋转半径。左复合机翼2的展长大于内旋翼25的直径的两倍。
本发明带尾翼的复合型飞行器是这样产生有益效果的：如将左复合机翼2的后部翼片22和右复合机翼3的后部翼片都向下偏转，起动所有的发动机，分别驱动对应的旋翼旋转，所述飞行器可实现滑跑起飞；如将左复合机翼2的后部翼片22和右复合机3翼的后部翼片都向上偏转到最高位置，所述飞行器可实现垂直起飞。调整左复合机翼2的后部翼片22和右复合机翼3的后部翼片的偏转角度和方向可改变所述飞行器产生的空气动力的方向和大小，通过调整各旋翼的转速也可改变所述飞行器的空气动力的大小和方向。通过尾翼4来控制所述飞行器的俯仰和航向。跟传统的飞机比较，本发明带尾翼的复合型飞行器要求的起降场地不大，且能垂直升降。与传统的直升机比较，本发明带尾翼的复合型飞行器由于左复合机翼2和右复合机翼3的存在，所述飞行器产生的升力较大，如果失去动力也能滑翔较长的距离，可以争取更多的时间来维修设备或寻找安全着陆点，这样比较安全；由于动力失去即使垂直下降所述飞行器的下降速度也不会太快，相对较安全。由于内旋翼25和外旋翼24转向相反，可抵消转动力矩，飞行稳定且控制简单；由于所有旋翼都处于翼片的下方，旋翼转动时会改善翼片上下表面的流场，增大下洗气流，延缓翼片的上表面的气流分离，提高效率，使升力系数大大增加。