专利汇可以提供一种垂直起降无人运输机及其控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种垂直起降无人运输机及其控制方法,所属航空领域,无人运输机包括 机身 、机翼、 尾翼 、 起落架 、发动 机舱 、货舱;本 发明 无人运输机采用升 力 风 扇在垂直起降时提供升力并辅助平衡,同时通过对飞机结构和 气动 布局的设计,降低 飞行器 的控制难度,增大飞行器的载货空间,有效解决现有垂直起降 无人飞行器 的控制困难与载重量小的问题,以实现垂直和短距离起降,具有飞行灵活平稳、适用范围广、载重量大等优点。,下面是一种垂直起降无人运输机及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种垂直起降无人运输机,包括机身(1)、机翼(2)、尾翼(6)、起落架(8)、发动机舱(10)、货舱(20),其特征在于,所述机身(1)两侧设置有机翼(2),机身(1)与机翼(2)为翼身融合体;所述机身(1)和机翼(2)下方共设置有三支起落架(8);所述机翼(2)后端设置有一片副翼(3)和两片襟翼(4),机翼(2)尖端设置有翼梢小翼(5);所述机身(1)尾部设置有尾翼(6),所述尾翼(6)为单垂尾,尾翼(6)设置有方向舵(7);所述机翼(2)接近于机身(1)的内侧设置有发动机舱(10),所述发动机舱(10)前端设置有发动机舱进气口(9),发动机舱(10)后端设置有发动机舱出气口(11);所述机身(1)的头部设置有机头升力风扇气道(13),所述机头升力风扇气道(13)内设置有机头升力风扇(12),所述机头升力风扇气道(13)上下分别设置有机头升力风扇气道上舱门(14)和机头升力风扇气道下舱门(15);所述机翼(2)设置有机翼升力风扇气道(17),所述机翼升力风扇气道(17)内设置有机翼升力风扇(16),所述机翼升力风扇气道(17)上下分别设置有机翼升力风扇气道上舱门(18)和机翼升力风扇气道下舱门(19);
所述机翼(2)后缘垂直于机身(1)纵向中轴线,机翼(2)的翼展与机身(1)总长的比值为(1.6~1.8):1;
所述翼梢小翼(5)为单上小翼,翼梢小翼(5)的高度为半翼展的10%~15%,倾斜角度为15~20度;
所述机头升力风扇(12)的几何中心到机头顶点的距离为机身总长的25%~27%;所述机翼升力风扇(16)的几何中心到机身(1)中轴线的距离为半翼展的42%~43%,机翼升力风扇(16)的几何中心到机翼(2)后缘的距离为机身(1)总长的20%~22%;
所述机身(1)内部设置有货舱(20),所述货舱(20)俯视轮廓面积为飞机总体俯视轮廓面积的15%~20%,货舱(20)上表面最大凸起高度为飞机总长的10%~15%,且不小于发动机舱(10)上表面最大凸起高度;
所述垂直起降无人运输机共安装有五台发动机,三台分别与机头升力风扇(12)和机翼升力风扇(16)连接为一体,提供垂直起降动力;两台分别安装机翼(2)处的发动机舱(10)内,提供水平推力。
2.根据权利要求1所述的一种垂直起降无人运输机,其特征在于,所述机头升力风扇(12)与机翼升力风扇(16)呈等腰三角形分布。
3.根据权利要求1所述的一种垂直起降无人运输机,其特征在于,所述三支起落架(8)呈等腰三角形分布;所述机身(1)处的起落架(8)设置在机头升力风扇(12)与机头顶点之间的区域;所述机翼(2)处的起落架(8)设置在机翼升力风扇(16)、发动机舱(10)、发动机舱出气口(11)和襟翼(4)之间的区域。
4.权利要求1所述的一种垂直起降无人运输机的控制方法,其特征在于,包含如下阶段:
阶段一,垂直起飞——空中悬停,或短距滑跑起飞:
将三个升力风扇气道的上舱门和下舱门同时打开,三台升力风扇同时启动,此时三台升力风扇同时产生垂直向下的推力,当升力风扇的总推力大于飞机总重力时,飞机垂直离开地面,达到一定高度后逐渐减速,直到升力风扇的推力等于飞机自身重力,实现垂直起飞——空中悬停;
当载重量较大,飞机总重量大于三台升力风扇的最大推力时,进行短距滑跑起飞,将三台升力风扇和两台水平推力发动机同时启动,达到一定速度后,翼身融合体机身产生的气动升力等于飞机自身重力时,关闭三个升力风扇,同时关闭三个升力风扇气道上舱门和下舱门,实现短距滑跑起飞;
阶段二,空中悬停——平飞:
启动水平推力发动机,达到一定速度后,翼身融合体机身产生的气动升力等于飞机自身重力时,关闭三个升力风扇,同时关闭三个升力风扇气道的上舱门和下舱门,此时完成空中悬停到水平飞行的过程;
阶段三,平飞:
通过控制两侧的副翼(3)和襟翼(4)同时向上或向下偏转,得到飞机的俯或仰力矩,实现飞机平飞过程中的俯或仰运动;通过控制左侧的副翼(3)向上或向下偏转,同时右侧的副翼(3)向下或向上偏转,得到飞机的左或右滚转力矩,实现飞机平飞过程中的滚转运动;通过控制尾翼(6)上的方向舵(7)向左或向右偏转,得到飞机的左或右偏航力矩,实现飞机平飞过程中的偏航运动;
阶段四,平飞——空中悬停:
逐渐关闭水平推力发动机,飞机逐渐减速,两侧的副翼(3)和襟翼(4)同时向下偏转
90°,将机头升力风扇气道上舱门(14)和机头升力风扇气道下舱门(15)同时打开,启动机头升力风扇(12),通过控制机头升力风扇(12)推力,使飞机减速的同时保持机身水平稳定,当副翼(3)和襟翼(4)产生的气动力逐渐减弱时,将机翼升力风扇气道上舱门(18)和机翼升力风扇气道下舱门(19)同时打开,启动机翼升力风扇(16),两侧的副翼(3)和襟翼(4)同时复位,通过控制三台升力风扇产生推力,保持机身水平稳定,直到飞机速度为零,实现空中悬停;
阶段五,空中悬停——垂直降落:
通过控制三台升力风扇推力逐渐减弱,保持机身水平稳定的同时,使飞机逐渐降落至地面,将三个升力风扇气道上舱门和下舱门同时关闭,并将三台升力风扇同时关闭,实现垂直降落。
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