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原文传递一种四桨叶旋转机翼及旋转机翼飞机和控制方法

专利名称：	一种四桨叶旋转机翼及旋转机翼飞机和控制方法
摘要：	本发明提出一种四桨叶旋转机翼及旋转机翼飞机和控制方法。本发明针对提高旋转机翼飞机的载重能力和最大起飞重量的需求，创造性的提出一种四桨叶旋转机翼并应用在旋转机翼飞机上，四桨叶旋转机翼中的一对主桨叶兼顾固定翼模式与直升机模式要求进行设计，而一对副桨叶则完全按照直升机模式要求进行设计，这样既提高了旋转机翼整体的最大拉力，主、副桨叶的消耗功率和又没有明显增大，而且还能满足固定翼模式飞行要求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京灵龙旋翼无人机系统研究院有限公司
发明人：	高正红;庞超;何澳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910189236.7
公开号：	CN109941430A
代理机构：	西北工业大学专利中心
代理人：	陈星
分类号：	B64C27/32(2006.01);B;B64;B64C;B64C27
申请人地址：	210000 江苏省南京市鼓楼区幕府东路199号A30栋
主权项：	1.一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：包括一对主桨叶和一对副桨叶；所述主桨叶的桨叶剖面采用前后缘对称翼型设计，桨叶平面形状采用顺流向对称设计；所述副桨叶的桨叶剖面采用满足直升机旋翼性能要求的旋翼翼型；主桨叶和副桨叶采用十字分布安装在同一桨毂上。 2.根据权利要求1所述一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：主桨叶的桨叶平面形状参数与副桨叶的桨叶平面形状参数采用以下优化过程确定：以桨叶平面形状参数为优化变量，以主桨叶和副桨叶的消耗功率和最小为优化目标，以主桨叶与与副桨叶的最大拉力之和满足总的旋转机翼拉力要求为约束条件，优化确定桨叶平面形状参数；所述桨叶平面形状参数包括桨叶弦长和桨叶半径。 3.根据权利要求1或2所述一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：主桨叶采用跷跷板式或铰接式的安装形式安装于桨毂上，副桨叶采用刚性连接方式安装于桨毂上。 4.根据权利要求1所述一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：主桨叶和副桨叶安装在桨毂上后，主桨叶变距拉杆的长度与副桨叶变距拉杆的长度不同，且两者长度比能够确保当主桨叶的拉力为零和总距为0°时，副桨叶的拉力也为零且总距达到零拉力状态。 5.根据权利要求1所述一种四桨叶旋转机翼，其特征在于：主桨叶的桨叶剖面采用椭圆翼型，桨叶平面形状采用梯形或矩形。 6.一种采用权利要求1所述四桨叶旋转机翼的旋转机翼飞机，其特征在于：包括机身、安装在机身纵向前部的鸭翼、安装在机身纵向中部的四桨叶旋转机翼和安装在机身纵向尾部的尾翼、安装在机身上提供旋转机翼飞机前飞动力的螺旋桨、安装在机身上的反扭矩装置、安装在机身内部的动力系统和飞控系统以及安装在机身下部的起落架；鸭翼在旋转机翼飞机的固定翼模式飞行阶段以及转换飞行阶段提供部分升力，并通过某些方式提供俯仰和/或滚转的操纵和/或配平力矩；尾翼中的平尾在旋转机翼飞机固定翼飞行阶段以及转换飞行阶段提供部分升力，并通过某些方式提供俯仰和/或滚转的操纵和/或配平力矩；四桨叶旋转机翼在旋转机翼飞机的直升机模式飞行阶段提供全部拉力，并在旋转机翼飞机的固定翼模式飞行阶段下锁定，锁定后的主桨叶垂直于旋转机翼飞机纵向对称面，在旋转机翼飞机的固定翼模式飞行阶段提供部分升力。 7.根据权利要求6所述一种采用四桨叶旋转机翼的旋转机翼飞机，其特征在于：鸭翼采用全动鸭翼或鸭翼舵面的方式提供俯仰和/或滚转的操纵和/或配平力矩；平尾采用全动平尾或平尾舵面的方式提供俯仰和/或滚转的操纵和/或配平力矩。 8.根据权利要求6所述一种采用四桨叶旋转机翼的旋转机翼飞机，其特征在于：尾翼采用T型尾翼或H型尾翼。 9.根据权利要求6所述一种采用四桨叶旋转机翼的旋转机翼飞机，其特征在于：所述反扭矩装置采用推力方向可变的尾桨；在直升机模式飞行阶段和转换飞行阶段，尾桨提供反扭矩，在固定翼模式飞行阶段，改变尾桨推力方向，为旋转机翼飞机提供前飞动力。 10.一种权利要求6所述采用四桨叶旋转机翼的旋转机翼飞机的控制方法，其特征在于：在直升机模式起飞阶段，控制四桨叶旋转机翼旋转提供拉力，实现旋转机翼飞机垂直起飞；当旋转机翼飞机到达一定的高度后，控制提供旋转机翼飞机前飞动力的螺旋桨产生前飞动力，进入转换飞行阶段，前飞速度逐渐增大，鸭翼和平尾上产生逐渐增大的升力，控制四桨叶旋转机翼逐步减小拉力，保持飞行高度稳定，当四桨叶旋转机翼拉力为0时，四桨叶旋转机翼卸载，逐步降低转速后锁定，锁定后的主桨叶垂直于旋转机翼飞机纵向对称面，进入固定翼模式飞行阶段；在固定翼模式飞行阶段采用常规飞机控制方式进行控制；在固定翼模式向直升机模式转换过程中，四桨叶旋转机翼解锁，控制提供旋转机翼飞机前飞动力的螺旋桨拉力为0，逐渐增大四桨叶旋转机翼总距，保持飞行高度稳定，直至前飞速度降为0后，减小旋翼总距使旋转机翼飞机下降，并控制旋翼总距以保持稳定下降率。
所属类别：	发明专利