專利名稱：一種基于三軸飛控板實現(xiàn)固定翼和垂直起降的飛機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于三軸飛控板實現(xiàn)固定翼和垂直起降的飛機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著航空航天科技的發(fā)展，航空技術(shù)發(fā)展日新月異，尤其代表先進(jìn)航空技術(shù)的是能夠?qū)崿F(xiàn)固定翼與垂直起降兩重飛行模式的飛機(jī)，與現(xiàn)有固定翼飛機(jī)相比，固定翼和垂直起降的飛機(jī)幾乎不需要跑道，這樣使得此類 飛機(jī)適用性和通用性更好，它還兼具了固定翼飛機(jī)飛行效率高，航程遠(yuǎn)的優(yōu)點；垂直起降的航空器由于其升力和前進(jìn)的動力完全靠發(fā)動機(jī)或電機(jī)的螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，其推重比往往要求大于1，而固定翼和垂直起降的飛機(jī)克服了上述缺點，使得飛行效率大為提高，航程更遠(yuǎn)，還兼具了垂直起降飛行器機(jī)動靈活的優(yōu)點；這類飛機(jī)尤其具有代表性的是傾斜旋轉(zhuǎn)翼飛機(jī)(美軍“魚鷹”傾斜旋翼機(jī))，中航慶安集團(tuán)公司YY-I短距/垂直起降無人機(jī)以及以色列航宇工業(yè)公司生產(chǎn)的垂直起降傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)“黑豹”，“魚鷹”是基于兩軸的飛行器，對飛行控制的要求非常高，“魚鷹”的頻繁出事使的大家尋求更易于操縱和安全的設(shè)計；YY-1短距/垂直起降無人機(jī)和傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)“黑豹”是基于三軸的飛行器，易于操縱，安全性好，但在做固定翼飛行時，尾部螺旋槳不能提供向前拉力；它在飛機(jī)的后部設(shè)有一螺旋槳，用于控制飛行方向，提高固定翼飛行模式下的飛機(jī)機(jī)動性能；隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展以及軍事技術(shù)革新的需要，更加先進(jìn)的固定翼和垂直起降的飛機(jī)不斷涌現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種基于三軸飛控板實現(xiàn)固定翼和垂直起降的飛機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，機(jī)動靈活的優(yōu)點。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，一種基于三軸飛控板實現(xiàn)固定翼和垂直起降的飛機(jī)，它包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)與飛機(jī)控制連接方式，所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)包括前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙、機(jī)翼、左副翼、左尾撐桿、左垂尾、平尾、升降舵、舵機(jī)、右垂尾、右尾撐桿、右副翼、機(jī)身、后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙，前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙還包括電機(jī)、固定旋轉(zhuǎn)軸、電機(jī)固定盒、拉桿、舵機(jī)和搖臂，后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙還包括電機(jī)、前支撐側(cè)板、舵機(jī)I、舵機(jī)II、搖臂、拉桿、后支撐側(cè)板、旋轉(zhuǎn)圓桿、方形叉、軸、方形扁頭連接塊、支撐桿和銷桿，其特征在于機(jī)身連接在機(jī)翼中部，關(guān)于機(jī)身對稱的兩側(cè)機(jī)翼上均連接有一前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙，機(jī)身后部設(shè)有后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙，機(jī)翼還連有左副翼和右副翼，左尾撐桿和右尾撐桿關(guān)于機(jī)身對稱連接，其一端均連接在機(jī)翼上，左尾撐桿的另一端連接左垂尾、平尾和升降舵，右尾撐桿的另一端連接右垂尾、平尾和升降舵，平尾上設(shè)有舵機(jī)；前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙中的舵機(jī)通過搖臂連接拉桿的一端，拉桿的另一端連接電機(jī)固定盒，電機(jī)固定盒的中部設(shè)有固定旋轉(zhuǎn)軸，電機(jī)固定盒固定連接電機(jī)；后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙中前支撐側(cè)板連接舵機(jī)I和旋轉(zhuǎn)圓桿，舵機(jī)I通過搖臂連接拉桿的一端，拉桿的另一端連接銷桿，銷桿連接在旋轉(zhuǎn)圓桿，旋轉(zhuǎn)圓桿穿過后支撐側(cè)板連接方形扁頭連接塊，方形扁頭連接塊上連接有舵機(jī)II，舵機(jī)II通過搖臂連接拉桿的一端，拉桿的另一端連接方形叉，方形叉與方形扁頭連接塊通過軸活動連接，方形叉連接支撐桿的一端，支撐桿的另一端連接電機(jī)；后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙中的舵機(jī)I和舵機(jī)II分別控制電機(jī)在豎直方向上的兩個空間夾角為直角的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；所述的飛機(jī)控制連接方式為(I)升降舵導(dǎo)線連接方式用Y導(dǎo)線，一端接接收機(jī)升降控制通道，另一端接三軸飛控板的升降控制通道，最后一端接平尾上的舵機(jī)；(2)方向舵導(dǎo)線連接方式將舵機(jī)I與三軸飛控板控制尾舵機(jī)的輸出通道相連，接收機(jī)的方向舵控制通道與三軸飛控板的方向舵控制通道相連；(3)電機(jī)油門導(dǎo)線連接方式將接收機(jī)的油門控制通道與三軸飛控板的油門控制通道相連，三個電機(jī)分別與三片電調(diào)相連，三片電調(diào)的信號線分別與三軸飛控板的三個油門輸出通道相連；(4)副翼導(dǎo)線連接方式首先，用Y導(dǎo)線A將機(jī)翼上的控制左右兩側(cè)副翼的兩舵機(jī)線連接起來，最后一端接在另一根Y導(dǎo)線B的一端，Y導(dǎo)線B的另一端連接三軸飛控板的副翼控制通道，最后一端連接接收機(jī)的副翼控制通道；(5)前傾斜旋轉(zhuǎn)動力 艙中的兩舵機(jī)分別與Y導(dǎo)線的兩端相連，Y導(dǎo)線的最后一端連接另一根Y導(dǎo)線C的一端，Y導(dǎo)線C的另一端連接舵機(jī)II，Y導(dǎo)線C的最后一端與接收機(jī)的襟翼通道相連；通過上述連接導(dǎo)線，可使遙控器在控制三軸飛控板的同時又能控制固定翼的舵面；而通過旋轉(zhuǎn)飛機(jī)遙控器上的襟翼控制旋鈕，可以改變?nèi)齻€電機(jī)的方向，實現(xiàn)三軸模式與固定翼模式的切換。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)垂直起降和固定翼雙重飛行模式，起飛不需要跑道，三臺電動螺旋槳提供升力、牽引力和控制方向的動力，尤其是后部的一臺電動螺旋槳在垂直起降模式下不僅提供升力，還為飛機(jī)機(jī)動提供動力，在固定翼飛行模式下，也可以為飛機(jī)提供牽引力和機(jī)動的動力，這樣極大地提高了飛機(jī)的機(jī)動性和飛行速度，這對提高飛機(jī)戰(zhàn)爭中的生存率意義重大，同時本發(fā)明基于常規(guī)的三軸控制板，控制方式方便可靠，適合大批量生產(chǎn)。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，I、前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙 2、機(jī)翼 3、左副翼 4、左尾撐桿5、左垂尾 6、平尾 7、升降舵8、舵機(jī) 9、右垂尾 10、右尾撐桿11、右副翼12、機(jī)身13、后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙 14、電機(jī)15、固定旋轉(zhuǎn)軸16、電機(jī)固定盒 17、拉桿 18、搖臂19、前支撐側(cè)板 20、舵機(jī)I 21、舵機(jī)II 22、后支撐側(cè)板 23、旋轉(zhuǎn)圓桿 24、方形叉25、軸26、方形扁頭連接塊27、支撐桿 28、銷桿。
具體實施例方式如圖1、2、3所示，本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，它包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)與飛機(jī)控制連接方式，所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)包括前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙I、機(jī)翼2、左副翼3、左尾撐桿4、左垂尾5、平尾6、升降舵7、舵機(jī)8、右垂尾9、右尾撐桿10、右副翼11、機(jī)身12、后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙13，前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙I還包括電機(jī)14、固定旋轉(zhuǎn)軸15、電機(jī)固定盒16、拉桿17、舵機(jī)8和搖臂18，后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙13還包括電機(jī)14、前支撐側(cè)板19、舵機(jī)I 20、舵機(jī)II 21、搖臂18、拉桿17、后支撐側(cè)板22、旋轉(zhuǎn)圓桿23、方形叉24、軸25、方形扁頭連接塊26、支撐桿27和銷桿28，機(jī)身12連接在機(jī)翼2中部，關(guān)于機(jī)身12對稱的兩側(cè)機(jī)翼2上均連接有一前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙1，機(jī)身12后部設(shè)有后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙13，機(jī)翼2還連有左副翼3和右副翼11，左尾撐桿4和右尾撐桿10關(guān)于機(jī)身12對稱連接，其一端均連接在機(jī)翼2上，左尾撐桿4的另一端連接左垂尾5、平尾6和升降舵7，右尾撐桿10的另一端連接右垂尾9、平尾6和升降舵7，平尾6上設(shè)有舵機(jī)8 ;前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙I中的舵機(jī)8通過搖臂18 連接拉桿17的一端，拉桿17的另一端連接電機(jī)固定盒16,電機(jī)固定盒16的中部設(shè)有固定旋轉(zhuǎn)軸15,電機(jī)固定盒16固定連接電機(jī)14 ;后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙13中前支撐側(cè)板19連接舵機(jī)I 20和旋轉(zhuǎn)圓桿23，舵機(jī)I 20通過搖臂18連接拉桿17的一端，拉桿17的另一端連接銷桿28，銷桿28連接在旋轉(zhuǎn)圓桿23，旋轉(zhuǎn)圓桿23穿過后支撐側(cè)板22連接方形扁頭連接塊26，方形扁頭連接塊26上連接有舵機(jī)1121，舵機(jī)II 21通過搖臂18連接拉桿17的一端，拉桿17的另一端連接方形叉24，方形叉24與方形扁頭連接塊26通過軸25活動連接，方形叉24連接支撐桿27的一端，支撐桿27的另一端連接電機(jī)14 ;所述的飛機(jī)控制連接方式為(1)升降舵導(dǎo)線連接方式用Y導(dǎo)線，一端接接收機(jī)升降控制通道，另一端接三軸飛控板的升降控制通道，最后一端接平尾6上的舵機(jī)8 ; (2)方向舵導(dǎo)線連接方式將舵機(jī)I 20與三軸飛控板控制尾舵機(jī)的輸出通道相連，接收機(jī)的方向舵控制通道與三軸飛控板的方向舵控制通道相連；(3)電機(jī)油門導(dǎo)線連接方式將接收機(jī)的油門控制通道與三軸飛控板的油門控制通道相連，三個電機(jī)分別與三片電調(diào)相連，三片電調(diào)的信號線分別與三軸飛控板的三個油門輸出通道相連；(4)副翼導(dǎo)線連接方式首先，用Y導(dǎo)線A將機(jī)翼2上的控制左副翼3、右副翼11的兩舵機(jī)線連接起來，最后一端接在另一根Y導(dǎo)線B的一端，Y導(dǎo)線B的另一端連接三軸飛控板的副翼控制通道，最后一端連接接收機(jī)的副翼控制通道；(5)前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙I中的兩舵機(jī)8分別與Y導(dǎo)線的兩端相連，Y導(dǎo)線的最后一端連接另一根Y導(dǎo)線C的一端，Y導(dǎo)線C的另一端連接舵機(jī)II 21，Y導(dǎo)線C的最后一端與接收機(jī)的襟翼通道相連；通過上述連接導(dǎo)線，可使遙控器在控制三軸飛控板的同時又能控制固定翼的舵面；而通過旋轉(zhuǎn)飛機(jī)遙控器上的襟翼控制旋鈕，可以改變?nèi)齻€電機(jī)的方向，實現(xiàn)三軸模式與固定翼模式的切換。本發(fā)明基于三軸飛控板實現(xiàn)固定翼和垂直起降的飛機(jī)在三軸飛控板的控制下，起飛狀態(tài)可以是固定翼或者垂直起降，當(dāng)為固定翼模式時，前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙I和后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙13中的電機(jī)14在舵機(jī)8、舵機(jī)I 20和舵機(jī)II 21的調(diào)控下處于水平方向，此時三電機(jī)14均產(chǎn)生水平方向的牽引力，使得飛機(jī)加速快，縮短起飛跑道長度，并且在需要機(jī)動時，可以隨時控制舵機(jī)I 20和舵機(jī)II 21，進(jìn)而改變后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙13中的電機(jī)14所產(chǎn)生的力作用方向，使得在固定翼飛行模式下，飛機(jī)的機(jī)動性大為提高；尤其需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明突出的特點是，當(dāng)由垂直起降飛行模式向固定翼飛行模式轉(zhuǎn)變過程中，三臺電機(jī)14可以同時提供向前的牽引力，使得飛行效率大為提高，而且后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙13中的電機(jī)14可以隨時改變作用力方向，為飛機(jī)提供更好的機(jī)動性能。
權(quán)利要求
1.一種基于三軸飛控板實現(xiàn)固定翼和垂直起降的飛機(jī)，它包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)與飛機(jī)控制連接方式，所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)包括前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙、機(jī)翼、左副翼、左尾撐桿、左垂尾、平尾、升降舵、舵機(jī)、右垂尾、右尾撐桿、右副翼、機(jī)身、后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙，前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙還包括電機(jī)、固定旋轉(zhuǎn)軸、電機(jī)固定盒、拉桿、舵機(jī)和搖臂，后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙還包括電機(jī)、前支撐側(cè)板、舵機(jī)I、舵機(jī)II、搖臂、拉桿、后支撐側(cè)板、旋轉(zhuǎn)圓桿、方形叉、軸、方形扁頭連接塊、支撐桿和銷桿，其特征在于機(jī)身連接在機(jī)翼中部，關(guān)于機(jī)身對稱的兩側(cè)機(jī)翼上均連接有一前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙，機(jī)身后部設(shè)有后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙，機(jī)翼還連有左副翼和右副翼，左尾撐桿和右尾撐桿關(guān)于機(jī)身對稱連接，其一端均連接在機(jī)翼上，左尾撐桿的另一端連接左垂尾、平尾和升降舵，右尾撐桿的另一端連接右垂尾、平尾和升降舵，平尾上設(shè)有舵機(jī)；前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙中的舵機(jī)通過搖臂連接拉桿的一端，拉桿的另一端連接電機(jī)固定盒，電機(jī)固定盒的中部設(shè)有固定旋轉(zhuǎn)軸，電機(jī)固定盒固定連接電機(jī)；后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙中前支撐側(cè)板連接舵機(jī)I和旋轉(zhuǎn)圓桿，舵機(jī)I通過搖臂連接拉桿的一端，拉桿的另一端連接銷桿，銷桿連接在旋轉(zhuǎn)圓桿，旋轉(zhuǎn)圓桿穿過后支撐側(cè)板連接方形扁頭連接塊，方形扁頭連接塊上連接有舵機(jī)II，舵機(jī)II通過搖臂連接拉桿的一端，拉桿的另一端連接方形叉，方形叉與方形扁頭連接塊通過軸活動連接，方形叉連接支撐桿的一端，支撐桿的另一端連接電機(jī)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于三軸飛控板實現(xiàn)固定翼和垂直起降的飛機(jī)，其特征在于所述的飛機(jī)控制連接方式為(I)升降舵導(dǎo)線連接方式用Y導(dǎo)線，一端接接收機(jī)升降控制通道，另一端接三軸飛控板的升降控制通道，最后一端接平尾上的舵機(jī)；(2)方向舵導(dǎo)線連接方式將舵機(jī)I與三軸飛控板控制尾舵機(jī)的輸出通道相連，接收機(jī)的方向舵控制通道與三軸飛控板的方向舵控制通道相連；(3)電機(jī)油門導(dǎo)線連接方式將接收機(jī)的油門控制通道與三軸飛控板的油門控制通道相連，三個電機(jī)分別與三片電調(diào)相連，三片電調(diào)的信號線分別與三軸飛控板的三個油門輸出通道相連；(4)副翼導(dǎo)線連接方式首先，用Y導(dǎo)線A將機(jī)翼上的控制左右兩側(cè)副翼的兩舵機(jī)線連接起來，最后一端接在另一根Y導(dǎo)線B的一端，Y導(dǎo)線B的另一端連接三軸飛控板的副翼控制通道，最后一端連接接收機(jī)的副翼控制通道；(5)前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙中的兩舵機(jī)分別與Y導(dǎo)線的兩端相連，Y導(dǎo)線的最后一端連接另一根Y導(dǎo)線C的一端，Y導(dǎo)線C的另一端連接舵機(jī)II，Y導(dǎo)線C的最后一端與接收機(jī)的襟翼通道相連。
全文摘要
一種基于三軸飛控板實現(xiàn)固定翼和垂直起降的飛機(jī)，它包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)與飛機(jī)控制連接方式，飛機(jī)結(jié)構(gòu)的特征是飛機(jī)機(jī)翼兩側(cè)對稱各設(shè)有一個前傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙，機(jī)身的后部設(shè)有一個后傾斜旋轉(zhuǎn)動力艙，飛機(jī)控制連接方式的特點是基于簡單的三軸飛控板的創(chuàng)新性的連接方式，使得三軸飛控板就能控制飛機(jī)完成固定翼和垂直起降飛行；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)垂直起降和固定翼雙重飛行模式，飛機(jī)的機(jī)動性好和飛行效率高，這對提高飛機(jī)戰(zhàn)爭中的生存率意義重大，同時本發(fā)明基于常規(guī)的三軸控制板，控制方式方便可靠，適合大批量生產(chǎn)。
文檔編號B64C9/00GK102765477SQ201210282360
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者何國毅, 余歡, 吳偉, 崔士陽, 張進(jìn), 祝玉瑋, 陳雷 申請人:南昌航空大學(xué)