技術領域

本發明屬于航空飛行器設計技術領域，具體涉及一種采用擺線槳與螺旋槳混合的傾轉旋翼無人機。

背景技術

長期以來，人們一直在尋求兼具多旋翼機和固定翼機優點的飛行器。經過多年探索和實踐，出現了諸如美國第一代傾轉旋翼原型驗證機XV-15、已經服役的V-22“魚鷹”傾轉旋翼機、“鷹眼”傾轉旋翼無人機等，在軍用和民用領域發揮了重要作用，具有廣闊的發展前景。傾轉旋翼無人機不僅具有多旋翼無人機垂直起降、空中懸停等優點，同時還具有與固定翼飛機相當的飛行速度、航程及載荷能力。但由于魚鷹為雙旋翼的傾轉旋翼機，飛行控制系統較為復雜，在垂飛以及在傾轉垂飛平飛過渡的飛行狀態時，存在縱向穩定性差，操作困難等問題。

此外，針對擺線槳技術的研究已經持續了較長的時間，通過現有的理論分析和實驗可知，擺線槳槳葉的展向與槳盤轉軸的軸線平行，通過軸線與槳盤轉軸軸線平行的樞軸安裝在槳盤上，槳葉可繞著樞軸擺動。槳葉作為升力面，在繞槳盤轉軸轉動過程中，其攻角經歷從零攻角到最大攻角，再從最大攻角到零攻角的連續周期變化，槳葉的這種俯仰運動帶來的非定常氣動效應可以大大提高擺線槳的氣動效率。另外，通過控制機構調節槳葉的最大攻角大小，可以改變擺線槳的拉力大小；而通過調節槳葉攻角最大時在槳盤上的方位角，則可以產生垂直于槳盤轉軸的平面內任一方向的拉力，擺線槳對推力大小和方向的控制簡單且高效。

發明內容

針對上述魚鷹傾轉旋翼機存在的不足，以及擺線槳具有的特性，本發明旨在提供一種控制簡單，穩定性強，可靠性高，便于操作的新型傾轉旋翼無人機。

為實現本發明的技術目的，本發明提供如下多種技術方案：

一種混合式傾轉旋翼無人機，包括機身，固定機翼和固定尾翼，其特征在于，所述無人機還包括位于機翼的可傾轉螺旋槳動力艙和位于尾翼的擺線槳推進器。

根據上述任一技術方案所述的無人機，其特征在于，所述可傾轉螺旋槳位于機翼的兩端。

根據上述任一技術方案所述的無人機，其特征在于，位于兩翼的螺旋槳的旋轉方向相反。

根據上述任一技術方案所述的無人機，其特征在于，所述固定尾翼包括水平部分和豎直部分，每邊呈“L”形。

根據上述任一技術方案所述的無人機，其特征在于，所述擺線槳推進器包括擺線槳葉片，擺線槳支架，調節桿，擺線槳轉軸，驅動裝置，偏心圓環和偏心圓環控制器，所述擺線槳推進器通過所述偏心圓環控制器對偏心圓環位置的控制來改變尾部推力的方向。

根據上述任一技術方案所述的無人機，其特征在于，所述螺旋槳動力艙和所述擺線槳推進器的動力類型可以是電動、油動或油電混合。

根據上述任一技術方案所述的無人機，其特征在于，所述擺線槳推進器包括四個擺線槳葉片。

根據上述任一技術方案所述的無人機，其特征在于，當飛行器平飛時，其中兩個相對的擺線槳葉片和飛行器機身軸線所在的水平面大致共面。

在一個更為具體的技術方案中，本發明提供一種采用擺線槳尾翼的傾轉旋翼無人機，其主要特征是利用擺線槳和螺旋槳組合提供動力，相比與魚鷹的雙旋翼布局，本發明動力系統由機翼兩端的兩個螺旋槳動力艙和尾部的擺線槳推進器三部分構成，呈等腰三角形分布。兩個螺旋槳動力艙通過舵機和連桿可以實現大角度傾轉；擺線槳推進器由擺線槳葉片，支架、調節桿，擺線槳轉軸、驅動裝置，偏心圓環和偏心圓環控制器構成，通過對偏心圓環位置的變動改變尾部推力的方向，實現全矢量推力，并且響應較快。三個動力端推力方向的轉變可以讓無人機實現多旋翼和固定翼兩種模式的轉換；當機翼兩端螺旋槳動力艙向上傾轉，擺線槳推進器推力向下時，無人機處于多旋翼機模式，可以垂直起降及空中懸停；當機翼兩端螺旋槳動力艙向后傾轉，擺線槳推力關閉，4片擺線槳槳葉與飛機平飛方向平行，無人機處于固定翼模式。

在一個更為具體的技術方案中，本發明采用擺線槳推進器作為尾部的動力端，擺線槳轉軸固定于機身上，支架由四根繞著擺線槳轉軸均布的外延桿組成，并且可以繞著擺線槳轉軸旋轉；擺線槳由4片對稱翼型的葉片構成，他們的前緣分別與4根外延桿的外端鉸接；調節桿為4根，它們的一端分別與擺線槳葉片后緣處鉸接，另一端可以在偏心圓環上滑動；偏心圓環有兩個自由度，可以在平行于飛機對稱面的平面內平移運動，偏心圓環控制器固定在機身上，控制偏心圓環的運動。

本發明的有益效果包括以下任意一項：