具体实施方式

为了实现在没有跑道的情况下实现任务飞行器的高速飞行。本发明提供了一种组合式垂直起降飞行器。

在本发明可能的实施例中，组合式垂直起降飞行器由任务飞行器1、拉索2和运载飞行器3组成。任务飞行器1为固定翼飞行器，运载飞行器3为多旋翼飞行器。起飞时，运载飞行器和任务飞行器连接在一起，构成一个整体的组合式飞行器，由运载飞行器的旋翼提供垂直起飞所需的升力；起飞后组合式飞行器前倾至前飞状态，该过程任务飞行器的发动机开机，由两者同时提供向上的升力和向前飞行的动力；当组合飞行器达到固定翼最小飞行速度时，进入分离阶段，运载飞行器和组合飞行器之间断离，形成两个独立的飞行器，运载飞行器可返回机场，由任务飞行器单独执行任务；当任务飞行器返回时，运载飞行器进入倾斜前飞状态并达到固定翼最小飞行速度，任务飞行器保持同速并进行空中对接；对接后，组合飞行器后倾至垂直状态，任务飞行器关机，由运载飞行器的旋翼提供升力实施垂直降落。

下面结合附图详细说明。

如图1，一种组合式垂直起降飞行器，由任务飞行器1、拉索2和运载飞行器3组成。如图2，任务飞行器1为固定翼飞行器，其基本组成与常规固定翼飞行器相同，包含机翼121、吊挂装置110和动力装置131，吊挂装置110包含拉杆101、后拉索102和左拉索103、右拉锁104。拉杆101、后拉索102和左拉索103、右拉锁104汇于吊挂点111。拉杆101的下部交点安装在机身上方的起吊点上，该起吊点位于飞行器重心前方，且在飞行器对称面上，拉杆101可绕该起吊点转动。后拉索102的下部交点安装在机身上方的起吊点上，该起吊点位于飞行器重心后方，且在飞行器对称面上，后拉索102可绕该起吊点伸长缩短。左拉索103、右拉锁104的下部交点分别对称安装在两侧机翼的起吊点上，该起吊点的航向位置位于飞行器重心附近，左拉索103、右拉锁104可绕该起吊点伸长缩短。

运载飞行器3为多旋翼飞行器，在一个可能的实施例中，由机身301、8个旋翼302和8个悬臂303组成。8个旋翼302分散布置在机身301的周围，通过悬臂303与机身301连接。8个旋翼302产生升力，实现运载飞行器3垂直上升、悬停和前飞。拉索2为柔性高强度的钢丝绳，拉索2的拉伸载荷大于任务飞行器1重量的1.5倍；拉索2上端与运载飞行器3的机身301下的吊挂点连接，拉索2下端与任务飞行器1的吊挂点111连接。

组合式垂直起降飞行器起飞过程可分为5个阶段：

起飞阶段1：地面状态下，任务飞行器1和运载飞行器3通过拉索2连接在一起，如图3；

起飞阶段2：运载飞行器3起飞后，飞行至任务飞行器1上方，如图4，通过拉索2将任务飞行器1吊离地面进入悬停状态，如图5；

起飞阶段3：运载飞行器3前倾，拖曳任务飞行器1加速前飞，如图6和7，该阶段任务飞行器1的前飞速度低，机翼121产生升力不足，无法全部克服飞行器的重力，拉索2提供的拉力克服飞行器的重力和前飞受到的阻力；

起飞阶段4：当任务飞行器1达到飞行器的最小前飞速度时，任务飞行器1的动力装置131开机，产生向前的拉力，以克服飞行器前飞受到的阻力；

起飞阶段5：任务飞行器1的动力装置131开机后，拉索2与吊挂点111分离，任务飞行器1继续前飞执行飞行任务，运载飞行器3返回地面，如图8。

组合式垂直起降飞行器降落过程可分为5个阶段：

降落阶段1：任务飞行器1执行完飞行任务返航时，运载飞行器3起飞待命，以任务飞行器1的最小前飞速度维持前飞状态；

降落阶段2：任务飞行器1从运载飞行器3正后方以最小前飞速度接近运载飞行器3，如图9，并将吊挂点111与拉索2连接；

降落阶段3：拉索2将任务飞行器1和运载飞行器3连接后，运载飞行器3加大马力前飞，同时任务飞行器1的动力装置131关机，由运载飞行器3拖曳任务飞行器1减速前飞；

降落阶段4：任务飞行器1减速前飞时，任务飞行器1的前飞速度低，机翼121产生升力不足，无法全部克服飞行器的重力，拉索2提供的拉力克服飞行器的重力和前飞受到的阻力；

降落阶段5：任务飞行器1减速至悬停状态后，运载飞行器3缓慢垂直下降，将任务飞行器1降落至地面，随后运载飞行器3降落至任务飞行器1附近的地面。

本发明提出的组合式垂直起降飞行器，可以再没有跑道的情况下，实现飞行器的垂直起飞、水平高速飞行和垂直降落；兼具直升机飞行器垂直起降和固定翼飞行器高速飞行的优点；运载飞行器和任务飞行器分离后，由任务飞行器单独执行任务，相对传统垂直起降飞行器，将垂直起降模块分离，可以将任务飞行器设计的更加精巧，降低空机重量，提高任务飞行器的使用效率。