一种旋翼固定翼深度融合飞行器的制作方法

本发明属于飞行器技术领域，涉及一种旋翼固定翼深度融合飞行器。

背景技术：

旋翼飞行器具有悬停、密闭空间飞行以及密集障碍物区域避障等优点。固定翼飞行器具有较高的巡航速度和较长巡航时间等优点。旋翼和固定翼融合飞行器兼具短距离垂直起降的优点，又具有长航时的优势，是飞行器技术发展的主要方向之一。

当前，已有多个旋翼和固定翼融合的飞行器方案，通常称之为垂直起降固定翼。

如京东vtol垂直起降固定翼飞行器，这种飞行器以传统固定翼飞行器为基型，在主机翼前后各布置一对对称的旋翼。这种方案中，固定翼和旋翼在结构和功能仅进行简单的结构叠加和功能拼凑，主机翼与机体之间固定连接。

此外，成都纵横所设计的cw-xx系列垂直起降固定翼与京东所公布的vtol垂直起降固定翼飞行器类似，也都是在主机翼前后侧布置两对旋翼，旋翼与固定翼之间的结构和功能关联性小。

上述旋翼固定翼融合飞行器虽然兼具旋翼和固定翼的特性，但是两者在机体结构、气动特性和控制方式等方面直接组合和简单拼接。这种旋翼固定翼融合飞行器具有结构尺寸大，气动效率低，质心配置主要依赖固定翼升力面和压心得位置，质心固定，旋翼螺旋桨仅在升降过程中工作，在巡航过程中不工作，空间和动力利用率低，仅能低响应频率的点到点作业任务，难以适应高频度的悬停/巡航作业。以及作业环境复杂的地震、火灾、战争、人道救援等对时间响应非常迅速的快速时间响应作业任务。

为了解决现有旋翼固定翼融合飞行器在复杂环境下高效率作业问题，本发明公开了一种旋翼固定翼深度融合飞行器。

技术实现要素：

本发明公开了一种旋翼固定翼深度融合飞行器。可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种旋翼固定翼深度融合飞行器，包括螺旋桨，桨毂，动力电机和机翼机体，所述的螺旋桨与桨毂连接，桨毂与动力电机连接，动力电机安装与机翼机体上。

进一步地，机翼机体的外形由特定的高升阻比机翼组成，巡航飞行时，由机翼构成的机体提供主升力，旋翼螺旋桨提供主动力。

进一步地，前面两组电动螺旋桨安装在距离机翼机体前缘1/2弦长以内的位置，后面两组电动螺旋桨安装在距离机翼机体后缘1/2以内的位置。

进一步地，整机质心处于前组电机安装点和后组电机安装点之间，压心位于机翼前缘到距离前缘1/2弦长点区间。

进一步地，在升降和悬停阶段，机翼机体不产生升力，四组电动螺旋桨产生不同的拉力和力矩作用于机翼机体，确保机翼机体平衡。

进一步地，在巡航阶段，机翼机体产生升力和阻力，四组电动螺旋桨产生微小的拉力，平衡机翼机体产生的阻力，维持机翼机体的巡航攻角、巡航速度等巡航状态。

进一步地，从悬停状态转巡航状态阶段，前组电动螺旋桨拉力增加，后组螺旋桨拉力减小，机翼机体产生抬头，攻角增大，向前加速，随着速度增加，前组电动螺旋桨拉力减小，后组螺旋桨减小，机翼机体低头，攻角减小至巡航攻角，直至巡航平衡状态。

进一步地，在巡航阶段，左右两侧的动力电机和螺旋桨通过速度差，在机体的左右产生平衡的升力和不平衡的力矩，进而控制机体的转弯方向和转弯过程。

进一步地，从巡航状态转悬停状态阶段，前组电动螺旋桨拉力减小，后组螺旋桨拉力增加，机翼机体产生抬头，攻角增大，机翼机体阻力增加，速度减小，随着速度减小，前组电动螺旋桨拉力增加，后组螺旋桨增加，机翼机体低头，直至巡航速度减小至0，机翼机体恢复到悬停状态。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)结构紧凑，最大尺寸小；

2)气动效率高，巡航时间长；

3)质心配置范围广，空间利用率高；

附图说明

图1是本发明的正视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的侧视图。

图中：1是机翼机体，2是动力电机，3是桨毂，4是螺旋桨，1.1机翼机体前缘，1.2是机翼机体后缘，1.3是前电机安装点，1.4是机翼机体上表面，1.5是后电机安装点，1.6是机翼机体下表面。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如附图所示，一种旋翼固定翼深度融合飞行器，包括：机翼机体(1)，动力电机(2)，桨毂(3)，螺旋桨(4)。所述的螺旋桨(4)各与桨毂(3)所连，所述的桨毂(3)各与动力电机(2)连接，所述的动力电机(2)各安装于机翼机体(1)的相应位置。

所述的旋翼固定翼深度融合飞行器有垂直起飞、悬停、悬停转巡航、巡航、巡航转悬停、垂直降落五种主要的工作状态。

垂直起飞阶段，机翼机体(1)不产生升力，四组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)转动产生拉力大于机体的重力，机体向上飞行。

悬停阶段，机翼机体(1)不产生升力，四组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)转动产生拉力抵消机体重力和机体上的其他扭矩，机体处于悬停状态。

悬停状态转巡航状态阶段，前组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力增加，后组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力减小，机翼机体(1)产生抬头，攻角增大，向前加速，随着速度增加，前组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力减小，后组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力减小，机翼机体低头，攻角减小至巡航攻角，直至巡航平衡状态。

在巡航阶段，四组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力平衡机翼机体(1)产生的阻力和机翼机体(1)的重力，机翼机体(1)的巡航攻角、巡航速度处于稳定状态。

转弯时，左右动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生不同的转速和拉力平衡机翼机体(1)巡航阻力和重力，产生额外的力矩推动机翼机体(1)进行左右方向的转弯。

巡航状态转悬停状态阶段，前组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力减小，后组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力增加，机翼机体(1)抬头，攻角增大，机翼机体(1)阻力增加，速度逐渐减小，随着速度减小，前组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力增加，后组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)产生的拉力增加，机翼机体(1)低头，直至巡航速度减小至0，机翼机体(1)恢复到悬停状态。

垂直降落阶段，机翼机体(1)不产生升力，无前向运动，四组动力电机(2)带动桨毂(3)和螺旋桨(4)转动产生拉力小于机体的重力，机体向下飞行。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。