阅读说明：本技术 一种变体倾转旋翼机及其工作方法 (Variant tilt-rotor aircraft and working method thereof ) 是由 高泽明 朱清华 王昊 陈思婧 刘佳 于 2019-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种变体倾转旋翼机及其工作方法,当倾转旋翼机为直升机模式时,作为提供升力的桨叶会自动将其直径变长,同时机翼的展长变短,目的是提高桨叶的柔性以产生更大的升力,减少机翼的展长以降低旋翼对机翼的气动干扰；当倾转旋翼机为固定翼模式时,作为提供前进推力的螺旋桨会自动将其直径变小,同时机翼的展长变长,目的是提高螺旋桨的刚性以产生更大的推力,增加机翼的展长以产生更大的升力。本发明可根据倾转旋翼机在不同飞行模式下对螺旋桨和机翼进行最优化搭配,飞行性能得到了显著提高,同时采用先进的形状记忆合金材料,不需要复杂的机械结构进行变体,发动机功率得到了最大程度的利用。(The invention discloses a variant tilt rotor aircraft and a working method thereof, when the tilt rotor aircraft is in a helicopter mode, a paddle serving as lift force can automatically lengthen the diameter of the tilt rotor aircraft, and the span length of a wing is shortened, so that the flexibility of the paddle is improved to generate larger lift force, and the span length of the wing is reduced to reduce the aerodynamic interference of the rotor to the wing; when the tiltrotor aircraft is in a fixed-wing mode, the propeller providing forward thrust automatically reduces the diameter of the propeller, and the wing is lengthened, so that the rigidity of the propeller is improved to generate larger thrust, and the wing is lengthened to generate larger lift. The invention can optimally match the propeller and the wings under different flight modes according to the tilt rotor aircraft, the flight performance is obviously improved, simultaneously, advanced shape memory alloy materials are adopted, a complex mechanical structure is not needed for modification, and the engine power is utilized to the maximum extent.)

一种变体倾转旋翼机及其工作方法

技术领域

本发明属于航空飞行器技术领域，具体涉及一种变体倾转旋翼机及其工作方法。。

背景技术

直升机作为最伟大的发明之一，凭借其突出的悬停、低空低速和良好的机动性能，在世界各国经济建设、人们日常生活及现代战争中都发挥了不可替代的重要作用。作为典型的军民两用产品，直升机可以广泛应用于物流运输、救援救护、观光旅游、抢险救灾、护林灭火等民用方面，军用方面已经广泛应用于低空侦察、战场搜救、装备运输、后勤保障、电子对抗、反潜攻击等方面。然而常规的单旋翼带尾桨直升机受自身构型的影响，在大速度平飞时前行桨叶接近声速，后行桨叶出现反流区，带来旋翼升力降低、阻力及功率需求激增，常规构型直升机的最大速度与航程等性能指标难以提升。因此，作为兼具直升机和固定翼的倾转旋翼机得到了发展，其特点是利用倾转机构实现其主要的气动部件在旋翼和螺旋桨之间转换，从而实现悬停、低速飞行和垂直飞行时以直升机模式飞行，高速时以螺旋桨飞机模式前飞，倾转旋翼机兼顾低速与高速飞行性能。

然而目前的倾转旋翼机在螺旋桨和机翼配置上采取折中的方案，无法根据倾转旋翼机的两种飞行模式对螺旋桨和机翼参数进行最优化配置，造成直升机模式下倾转旋翼机无法达到理想升限，固定翼模式下无法实现最大航程和航时，从而导致全机经济性差、功率利用率低、飞行性能较差的缺点。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种变体倾转旋翼机及其工作方法，以解决现有倾转旋翼机飞行性能不佳、机动性差、功率利用率低等问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种变体倾转旋翼机，包括：桨叶，整流罩，机翼，过渡机身，尾翼，发动机短舱，起落架及机身；其中，桨叶固连于整流罩上，整流罩固连在发动机短舱上，发动机短舱分别通过传动轴与机身内部的传动系统相连，机翼固定在机身上部，尾翼固定在机身尾部；在机身中部与机翼中部连接处，采用过渡机身进行过渡，过渡机身铆接在机身上；起落架固定于机身底部。

进一步地，所述尾翼为高T形尾翼。

进一步地，所述尾翼包括垂直尾翼和水平尾翼，二者相互垂直连接。

进一步地，所述起落架采用滑撬式布局。

进一步地，所述机身采用高速减阻设计。

本发明中，机翼的结构形式为前掠式布局，从俯视图看，机翼向前伸展。前掠翼结构可以保障机翼与机身之间更好地连接，合理的分配机翼所承受的压力。此种结构设计大大提高了倾转旋翼机在机动时、尤其是在低速机动时的气动性能。此外，前掠式的结构设计，还可使倾转旋翼机的内容积增大，为设置内部武器舱创造了条件，同时也大大提高了飞机的隐身性能。同时使用前掠翼结构可以提高倾转旋翼机低速度飞行时的可控性，并能在所有飞行状态下提高空气动力效能，降低失速速度，保证倾转旋翼机不易进入螺旋，从而使倾转旋翼机的安全可靠性大大提高。

本发明的一种变体倾转旋翼机的工作方法，包括步骤如下：

在垂直起飞时，桨叶直径变长，机翼展长变短，此时，修正后的桨叶高速旋转，产生向上的升力，同时展长变短后的机翼避免了和桨叶之间的气动干扰，当升力大于倾转旋翼机的重力时，倾转旋翼机开始离开地面，向上爬升；

在悬停状态时，机翼两端的桨叶产生向上的升力和倾转旋翼机向下的重力大小相同，方向相反；此时，倾转旋翼机完成空中悬停；

在高速前飞时，机翼两端的发动机短舱、整流罩、桨叶一同向前倾转90度，同时，桨叶的直径变短，机翼的展长变长；此时，倾转旋翼机向前的推力由刚性桨叶高速旋转产生，向上的升力由展长更长的机翼产生，尾翼用于倾转旋翼机的航向稳定、俯仰平衡。

进一步地，所述垂直起飞时，机翼两端的桨叶旋转方向相反，平衡各自的反扭矩，完成垂直起飞。

本发明的有益效果：

本发明的变体倾转旋翼机可以分别针对直升机模式和固定翼模式对螺旋桨参数和机翼参数进行最优化配置，从而实现直升机模式下倾转旋翼机达到最大升限，固定翼模式下倾转旋翼机实现最大航程和航时，大大提高了倾转旋翼机的协调机动能力、编队作战能力和战场生存能力。

附图说明

图1是本发明直升机模式下的倾转旋翼机轴测图；

图2是本发明固定翼模式下的倾转旋翼机轴测图；

图3是本发明固定翼模式下的倾转旋翼机俯视图；

图中，桨叶1，整流罩2，机翼3，过渡机身4，尾翼5，水平尾翼6，垂直尾翼7，发动机短舱8，起落架9，机身10。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

参照图1、图2所示，本发明的一种变体倾转旋翼机，包括：桨叶1，整流罩2，机翼3，过渡机身4，高T形尾翼5，水平尾翼6，垂直尾翼7，发动机短舱8，起落架9，机身10；其中，桨叶1固连于整流罩2上，整流罩2固连在发动机短舱8上，发动机短舱8分别通过传动轴与机身10内部的传动系统相连，机翼3固定在机身10上部，倾转旋翼机采用高T形尾翼5布局，固定在机身10尾部，尾翼5包括垂直尾翼7和水平尾翼6；在机身10与机翼3连接处，采用过渡机身4进行过渡，过渡机身4铆接在机身10上；起落架9采用滑撬式布局，固定于机身底部；机身10采用高速减阻设计，在高速飞行状态下可以保证较好的气动效率，满足倾转旋翼机的飞行要求；

如图3所示，机翼3的结构形式为前掠式布局，从图3所示，机翼向前伸展；，前掠翼结构可以保障机翼3与机身10之间更好地连接，合理的分配机翼3所承受的压力。这些优势用其它方法很难达到或者不可能达到，它大大提高了倾转旋翼机在机动时、尤其是在低速机动时的气动性能。此外，前掠式的结构设计，还可使倾转旋翼机的内容积增大，为设置内部武器舱创造了条件，同时也大大提高了飞机的隐身性能。同时使用前掠翼结构可以提高倾转旋翼机低速度飞行时的可控性，并能在所有飞行状态下提高空气动力效能，降低失速速度，保证倾转旋翼机不易进入螺旋，从而使倾转旋翼机的安全可靠性大大提高。

本发明的一种变体倾转旋翼机的工作方法，包括步骤如下：

在垂直起飞时，螺旋桨上的桨叶1直径变长，机翼3展长变短。此时，修正后的桨叶1将高速旋转，产生向上的升力，同时展长变短后的机翼3避免了和桨叶1之间的气动干扰，当升力大于倾转旋翼机的重力时，倾转旋翼机开始离开地面，向上爬升。其中，机翼3两端的桨叶1旋转方向相反，用于平衡各自的反扭矩，完成垂直起飞；

在悬停状态时，机翼3两端的桨叶1产生向上的升力和倾转旋翼机向下的重力大小相同，方向相反，此时，倾转旋翼机完成空中悬停；

在高速前飞时，机翼3两端的发动机短舱8、整流罩2、桨叶1一同向前倾转90度，同时，桨叶1的直径变短，机翼3的展长变长。此时，倾转旋翼机向前的推力由刚性桨叶1高速旋转产生，向上的升力由展长更长的机翼3产生，T形尾翼5用于倾转旋翼机的航向稳定、俯仰平衡。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。