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原文传递一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器及其控制方法

专利名称：	一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器及其控制方法
摘要：	本发明公开了一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器及其控制方法，属于飞行器领域。飞行器整机采用上单翼、单垂尾、低平尾布局，第一平尾和第二平尾的外端部分别固定连接有第一涵道和第二涵道，第一平尾内部设有能实现第一平尾和第一涵道同步倾转的第一主梁，第二平尾内部设有能实现第二平尾和第二涵道同步倾转的第二主梁，通过调节第一涵道和第二涵道的倾转方向能使第一螺旋桨和第二螺旋桨产生向前的推力或向上的升力；机身头部上方轴线处开设配备涵道舱门的第三涵道，第三涵道中设有第三螺旋桨，第三螺旋桨能产生向上的升力。该飞行器同时具备垂直起降能力与快速前飞性能，具有环境适应性强、巡航性能好，经济性好等优势。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	黎军;曾丽芳;邵雪明;刘鎏
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-06T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-08T00:00:00+0800
申请号：	CN202111478704.6
公开号：	CN114148516A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	傅朝栋;张法高
分类号：	B64C29/00;B64C17/00;B64C27/52;B64C5/02;B64C5/06;B;B64;B64C;B64C29;B64C17;B64C27;B64C5;B64C29/00;B64C17/00;B64C27/52;B64C5/02;B64C5/06
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，包括机身(3)、第一机翼(1)、第二机翼(7)、客舱门、第一平尾(17)、第二平尾(8)、垂直尾翼(12)、第一涵道(16)、第二涵道(10)和第三涵道(20)；所述飞行器以上单翼布局对称设有第一机翼(1)和第二机翼(7)，以单垂尾布局设有垂直尾翼(12)，以低平尾布局对称设有第一平尾(17)和第二平尾(8)，中部侧面设有用于乘客进出的客舱门；所述第一机翼(1)和第二机翼(7)上分别设有用于滚转操纵的第一副翼(2)和第二副翼(6)，垂直尾翼(12)上设有用于航向操纵的方向舵(13)；所述第一平尾(17)和第二平尾(8)上分别设有用于俯仰操纵的第一升降舵(14)和第二升降舵(11)，外端部分别固定连接有第一涵道(16)和第二涵道(10)，第一涵道(16)中设有第一螺旋桨(15)，第二涵道(10)中设有第二螺旋桨(9)；所述第一平尾(17)内部设有能实现第一平尾(17)和第一涵道(16)同步倾转的第一主梁，第二平尾(8)内部设有能实现第二平尾(8)和第二涵道(10)同步倾转的第二主梁，通过调节第一涵道(16)和第二涵道(10)的倾转方向能使第一螺旋桨(15)和第二螺旋桨(9)产生向前的推力或向上的升力；所述机身(3)头部上方轴线处开设配备涵道舱门(4)的第三涵道(20)，第三涵道(20)中设有第三螺旋桨(19)，第三螺旋桨(19)能产生向上的升力。 2.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一机翼(1)和第二机翼(7)均为向外弦向长度逐渐缩小的梯形机翼结构，翼型均为NACA64-212，前缘后掠角均为15°。 3.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一涵道(16)、第二涵道(10)和第三涵道(20)呈等腰三角形分布，第一涵道(16)和第二涵道(10)对称分布于机身(3)两侧，第三涵道(20)处于机身(3)头部中轴线处。 4.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一涵道(16)和第二涵道(10)的倾转范围为0～90°。 5.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一螺旋桨(15)、第二螺旋桨(9)和第三螺旋桨(19)均为共轴反转螺旋桨，每副桨叶数量为4片；当所述第一螺旋桨(15)、第二螺旋桨(9)和第三螺旋桨(19)产生向上的升力时，三者的轴向均竖直，且每组共轴反转螺旋桨中，位于上方的螺旋桨能逆时针旋转，位于下方的螺旋桨能顺时针旋转。 6.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一平尾(17)、第二平尾(8)和垂直尾翼(12)均采用NACA0012对称翼型。 7.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述机身(3)的腹部下方沿轴线方向设有第一起落架组(21)和第二起落架组(22)，第一起落架组(21)和第二起落架组(22)均包括沿轴线对称设置的两个起落架，在垂直起降时用于缓冲与支撑机身(3)。 8.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述客舱门包括第一舱门(18)和第二舱门(5)，第一舱门(18)和第二舱门(5)分别对称设于机身(3)的中部两侧。 9.根据权利要求1所述的一种分布式倾转涵道垂直起降飞行器，其特征在于，所述涵道舱门(4)关闭时能与机身(3)呈一体式光顺结构，以减小飞行时的阻力。 10.一种根据权利要求1～9任一所述分布式倾转涵道垂直起降飞行器的控制方法，其特征在于，具体如下：通过调控第一主梁和第二主梁，令第一平尾(17)和第二平尾(8)与机身(3)水平面之间成90°夹角、第一涵道(16)和第二涵道(10)与地面垂直，开启涵道舱门(4)，第一螺旋桨(15)、第二螺旋桨(9)和第三螺旋桨(19)共同产生向上的升力，使飞行器处于垂直起降或悬停状态；同时，可通过分别控制第一螺旋桨(15)、第二螺旋桨(9)和第三螺旋桨(19)的转速，以调节飞行器的重心位置，适应不同的运载情况；通过调控第一主梁和第二主梁，令第一平尾(17)和第二平尾(8)与机身(3)水平面之间成0°夹角、第一涵道(16)和第二涵道(10)与地面平行，关闭涵道舱门(4)，第一螺旋桨(15)和第二螺旋桨(9)共同产生前飞的推力，第一机翼(1)和第二机翼(7)产生升力，使飞行器处于前飞状态；在飞行过程中，可通过控制第一副翼(2)和第二副翼(6)实现飞行器的滚转操纵，通过控制方向舵(13)实现飞行器的航向操纵，通过控制第一升降舵(14)和第二升降舵(11)实现飞行器的俯仰操纵。
所属类别：	发明专利