本實(shí)用新型涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，具體是垂直起降的固定翼飛行器。

背景技術(shù)：

常見飛行器一般分為直升機(jī)和固定翼飛行器。直升機(jī)可以垂直起降，對機(jī)場跑道要求不高，但航速、航程不及固定翼飛行器；后者起降時(shí)速度快，對機(jī)場跑道要求高，危險(xiǎn)性較大。

因此使固定翼飛行器能夠?qū)崿F(xiàn)直升機(jī)飛行模式，從而提高固定翼飛行器起飛和降落的安全性能，并且降低了固定翼飛行器對于起飛和降落的場地要求，能夠使固定翼飛行器的應(yīng)用范圍更加廣闊，同時(shí)，該固定翼飛行器又有著飛行時(shí)間長、飛行距離大、飛行速度高等優(yōu)點(diǎn)。

例如：專利申請?zhí)枮?01510073872 ；該專利公開了一種帶傾轉(zhuǎn)固定翼的多旋翼飛行器及其控制方法。其具體公開在飛行器的機(jī)身上設(shè)置多個(gè)對稱的旋翼和固定翼，且旋翼對稱設(shè)置在機(jī)身的前后端，并且通過調(diào)節(jié)旋翼的轉(zhuǎn)速和槳距增加飛行器的升力，使飛行器實(shí)現(xiàn)直升機(jī)飛行模式。

例如專利申請?zhí)枮?015104500114，該專利為一種多旋翼垂直起降的固定翼飛行器，其工作原理是：當(dāng)飛行器起飛之后，后旋翼從下向后傾轉(zhuǎn)，傾轉(zhuǎn)角度最大可為90°，當(dāng)傾轉(zhuǎn)角度達(dá)到90°時(shí)，同時(shí)可以關(guān)閉前旋翼節(jié)省動力，飛行器進(jìn)入固定翼飛行模式，后旋翼可以向左或者向右傾轉(zhuǎn)最大角度為45°，實(shí)現(xiàn)飛行器轉(zhuǎn)彎。由此可見飛行器的轉(zhuǎn)向是通過控制旋翼角度來實(shí)現(xiàn)的。

通過上述兩項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)可以看出，現(xiàn)有的固定翼飛行器垂直起飛時(shí)，都是通過控制旋翼的轉(zhuǎn)角來對飛行方向的調(diào)整，這樣在飛行器在轉(zhuǎn)向時(shí)，需要通過控制旋翼轉(zhuǎn)向來實(shí)現(xiàn)，從而造成了飛行器自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有固定翼飛行器在轉(zhuǎn)向時(shí)存在需要轉(zhuǎn)動旋翼，從而導(dǎo)致機(jī)身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)固，飛行器轉(zhuǎn)向方便平穩(wěn)的垂直起降固定翼飛行器。

本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案如下：

一種垂直起降固定翼飛行器，包括主機(jī)身、設(shè)備倉、安裝在主機(jī)身左右兩側(cè)的左機(jī)翼和右機(jī)翼、安裝在主機(jī)身前后兩側(cè)的上垂尾和下垂尾、四個(gè)以上的螺旋槳、數(shù)量與螺旋槳相同的動力系統(tǒng)和動力倉、控制系統(tǒng)；至少兩個(gè)所述動力倉對稱安裝在左機(jī)翼和右機(jī)翼上；至少兩個(gè)所述動力倉對稱安裝在上垂尾和下垂尾上；每一個(gè)動力倉內(nèi)安裝一組動力系統(tǒng)；每一個(gè)動力系統(tǒng)連接一個(gè)螺旋槳；所述左機(jī)翼和右機(jī)翼上的螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反；所述上垂尾和下垂尾上的螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反。所述控制系統(tǒng)連接動力系統(tǒng)并安裝在設(shè)備倉內(nèi)，設(shè)備倉位于主機(jī)身上。

本實(shí)用新型中進(jìn)一步的優(yōu)化結(jié)構(gòu)是：所述螺旋槳、動力系統(tǒng)和動力倉都為四個(gè)，其中兩組螺旋槳、動力系統(tǒng)和動力倉對稱安裝在左機(jī)翼和右機(jī)翼上，另外兩組螺旋槳、動力系統(tǒng)和動力倉對稱安裝在上垂尾和下垂尾上。

其中所述安裝左機(jī)翼和右機(jī)翼上的螺旋槳、動力系統(tǒng)和動力倉分別為第一主巡航槳、第二主巡航槳、第一主巡航動力系統(tǒng)、第二主巡航動力系統(tǒng)、第一主巡航動力倉和第二主巡航動力倉，整體構(gòu)成主巡航系統(tǒng)。

所述安裝上垂尾和下垂尾上的螺旋槳、動力系統(tǒng)和動力倉分別為第一主起降槳、第二主起降槳、第一主起降動力系統(tǒng)、第二主起降動力系統(tǒng)、第一主起降動力倉和第二主起降動力倉；整體構(gòu)成主起降系統(tǒng)。

本實(shí)用新型中進(jìn)一步的優(yōu)化結(jié)構(gòu)是：所述左機(jī)翼和右機(jī)翼上都設(shè)置有升降副翼，分別為左升降副翼和右升降副翼，具體是左升降副翼和右升降副翼分別鉸接在左機(jī)翼和右機(jī)翼上，并且升降副翼連接控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型操作人員通過控制系統(tǒng)，控制升降副翼的轉(zhuǎn)動方向，從而來控制飛行器的滾轉(zhuǎn)方向與俯仰方向。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的優(yōu)化結(jié)構(gòu)是在所述左機(jī)翼翼尖、右機(jī)翼翼尖以及上垂尾和下垂尾上的動力倉尾部設(shè)置有起降緩沖器，這樣可以更好地保護(hù)飛行器，使得飛行器穩(wěn)定性更好，維護(hù)成本更低。

本實(shí)用新型還提供了一種垂直起降固定翼飛行器飛行控制方法，該方法將飛行器飛行分為，垂直起飛、垂直飛行轉(zhuǎn)到水平飛行、水平巡航飛行、水平巡航飛行到垂直飛行和垂直降落五個(gè)階段，每個(gè)階段具體如下：

飛行器垂直起飛階段：由主起降動力系統(tǒng)帶動主起降螺旋槳提供大于整機(jī)重量70%的靜態(tài)拉力，主巡航系統(tǒng)提供小于整機(jī)重量30%的靜態(tài)拉力，所有動力系統(tǒng)帶動所有的螺旋槳同時(shí)工作，產(chǎn)生不小于飛行器重量的拉力，使飛行器離地并爬升，即完成飛行器垂直起飛；

飛行器由垂直飛行狀態(tài)到水平飛行狀態(tài)階段：控制下垂尾上的動力系統(tǒng)輸出動力小于上垂尾上的輸出動力，這樣飛行器就逐漸由垂直轉(zhuǎn)變?yōu)樗剑_(dá)到水平巡航；

水平巡航階段：關(guān)閉主起降動力系統(tǒng)、折疊主起降螺旋槳，巡航動力由主巡航動力系統(tǒng)和主巡航螺旋槳提供，控制主巡航動力系統(tǒng)功率，使主巡航螺旋槳工作在巡航所需的轉(zhuǎn)速下，保證飛機(jī)能在設(shè)定的速度下正常飛行。飛行器由水平巡航到垂直降落階段：在水平巡航飛行狀態(tài)下控制左右升降副翼向上偏轉(zhuǎn)，使飛機(jī)產(chǎn)生一個(gè)抬頭力矩，同時(shí)展開主起降螺旋槳，開啟主起降動力系統(tǒng)，控制上垂尾上的動力輸出小于下垂尾上的動力輸出，這樣飛行器就逐漸減小水平水平飛行速度，由水平飛行變成垂直飛行，當(dāng)變成垂直飛行時(shí)，控制上下垂尾的主起降動力系統(tǒng)帶動主起降螺旋槳提供大于整機(jī)重量70%的靜態(tài)拉力，主巡航系統(tǒng)帶動主巡航螺旋槳提供小于整機(jī)重量30%的靜態(tài)拉力，所有動力系統(tǒng)帶動所有的螺旋槳同時(shí)工作，產(chǎn)生不小于飛行器重量的拉力，這時(shí)飛行器即可保持垂直飛行狀態(tài)；

飛行器垂直降落階段：控制飛行器上的所有動力輸出總和小于飛行器自重靜態(tài)拉力，這樣飛行器在重力的作用下，緩慢地降落，完成垂直降落；

在整個(gè)飛行的過程中通過控制兩組主起降動力系統(tǒng)的動力輸出差來調(diào)整飛行器的俯仰姿態(tài)，通過兩個(gè)主巡航動力系統(tǒng)輸出動力差調(diào)整飛行器航向姿態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制左、右升降副翼的偏轉(zhuǎn)角度來調(diào)整飛行器的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)，達(dá)到飛行器自身平衡目的。

本飛行器通過控制上垂尾和下垂尾上的動力輸出差來控制飛行器的俯仰姿態(tài)，既飛行器向動力輸出小的一側(cè)偏轉(zhuǎn)。

通過兩個(gè)主巡航動力系統(tǒng)輸出動力差調(diào)整飛行器航向姿態(tài)，既飛行器向動力輸出小的一側(cè)沉降。

調(diào)整左、右升降副翼的偏轉(zhuǎn)方向從而產(chǎn)生相應(yīng)的氣動力矩來控制飛行器的轉(zhuǎn)動方向，既是：控制系統(tǒng)控制左、右升降副翼的偏轉(zhuǎn)方向一致，則飛行器繞機(jī)翼為軸（Y軸）轉(zhuǎn)動，控制系統(tǒng)控制左、右升降副翼的偏轉(zhuǎn)方向不一致，則飛行器繞機(jī)身為軸（X軸）轉(zhuǎn)動。

本實(shí)用新型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)具有對稱美觀，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；在飛行器的所有主要部件都是固定連接，因此結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，降低了維護(hù)的成本。本實(shí)用新型飛行器垂直起降的控制方法上目前市面上所沒有的，該方法通過控制動力輸出來達(dá)到轉(zhuǎn)向、翻轉(zhuǎn)等操作，而無須像現(xiàn)有技術(shù)一樣改變動力系統(tǒng)的方向，從而具有操作更加簡單直接，同時(shí)使得飛行器的結(jié)構(gòu)更加簡單、穩(wěn)固。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型飛行器垂直起飛模態(tài)圖。

圖4是本實(shí)用新型飛行器水平巡航飛行模態(tài)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型垂直飛行到水平巡航轉(zhuǎn)換過程示意圖。

圖6是本實(shí)用新型水平巡航到垂直降落轉(zhuǎn)換過程示意圖。

圖中：1、第一主巡航槳，2、第一主巡航動力系統(tǒng)，3、第一主巡航動力倉，4、左機(jī)翼，5、主機(jī)身，6、設(shè)備倉，7、右機(jī)翼，8、第二主巡航槳，9、第二主巡航動力系統(tǒng)，10、第二主巡航動力倉，11、第一主起降槳，12、第一主起降動力系統(tǒng)，13、第二主起降槳，14、第二主起降動力系統(tǒng)，15、第二主起降動力倉，16、19、21、24起降緩沖器，17、上垂尾，18、下垂尾，20、第一主起降動力倉，22、右升降副翼，23、左升降副翼。

具體實(shí)施方式

為了使得本實(shí)用新型更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型并不僅限于以下實(shí)施方式。

如圖1、2所示：垂直起降固定翼飛行器包括主機(jī)身5、設(shè)備倉6、安裝在主機(jī)身5左右兩側(cè)的左機(jī)翼4和右機(jī)翼7、安裝在主機(jī)身5前后兩側(cè)的上垂尾17和下垂尾18、四個(gè)以上的螺旋槳、數(shù)量與螺旋槳相同的動力系統(tǒng)和動力倉、控制系統(tǒng)。動力系統(tǒng)為整個(gè)飛行器提供動力源。所述設(shè)備倉6設(shè)置在主機(jī)身5上，然后控制系統(tǒng)安裝在設(shè)備倉內(nèi)，并連接動力系統(tǒng)和左右升降副翼，這樣操作人員可以通過控制系統(tǒng)發(fā)出指令，改變動力輸出、螺旋槳轉(zhuǎn)向，以及左右升降副翼的偏轉(zhuǎn)方向和角度。其中左升降副翼23安裝在左機(jī)翼4上并采用鉸接的形式或采用其他活動鏈接方式；右升降副翼22同樣采用鉸接或其他活動鏈接的方式安裝在右機(jī)翼7上。

本實(shí)施例中螺旋槳、動力系統(tǒng)和動力倉都以采用4個(gè)為例，下面具體說明本產(chǎn)品的組裝結(jié)構(gòu)。在實(shí)際制作過程中，也可以成比例地增加相應(yīng)的數(shù)量，也是能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。

本實(shí)用新型中的動力系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，動力倉結(jié)構(gòu)等都上采用市場上現(xiàn)有的技術(shù)。

使用其中兩個(gè)動力倉對稱安裝在左機(jī)翼4和右機(jī)翼7上，分別為第一主巡航動力倉3和第二主巡航動力倉10，分別在第一主巡航動力倉3和第二主巡航動力倉10的外部頂端安裝第一主巡航槳1和第二主巡航槳8，在內(nèi)部安裝第一主巡航動力系統(tǒng)2和第二主巡航動力系統(tǒng)9。這樣第一主巡航槳1、第二主巡航槳8、第一主巡航動力系統(tǒng)2、第二主巡航動力系統(tǒng)9、第一主巡航動力倉3和第二主巡航動力倉10，整體構(gòu)成主巡航系統(tǒng)，成為主要控制飛行器的航姿，翻轉(zhuǎn)。

剩余的另外兩個(gè)動力倉對稱安裝在上垂尾17和下垂尾18上，分別為第一主起降動力倉20和第二主起降動力倉15。在每一個(gè)動力倉內(nèi)安裝一組動力系統(tǒng)，分別為第一主起降動力系統(tǒng)12和第二主起降動力系統(tǒng)14；每一個(gè)動力倉外部頂端安裝一個(gè)螺旋槳，分別為第一主起降槳11和第二主起降槳13。安裝在上垂尾和下垂尾上的第一主起降槳11、第二主起降槳13、第一主起降動力系統(tǒng)12、第二主起降動力系統(tǒng)14、第一主起降動力倉20和第二主起降動力倉15，整體構(gòu)成了主起降系統(tǒng)，成為主要控制飛行器起降的動力系統(tǒng)。

飛行器的左機(jī)翼4和右機(jī)翼7上的螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反，上垂尾17和下垂尾18上的螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反。本實(shí)用新型中的主巡航系統(tǒng)和主起降系統(tǒng)的位置和作用都可以對換，既是通過控制他們的動力輸出比例不同，從而使得兩者的功能作用相互對換，改變成為主巡航或主起降的作用。

本實(shí)用新型分別在左右機(jī)翼和上下垂尾上的尾部設(shè)置了起降緩沖器，這樣可以降低飛行器的碰損，降低維護(hù)成本。

本實(shí)用新型的上述動力系統(tǒng)可以采用電動或者油動，也可以電動和油動結(jié)合使用。動力系統(tǒng)中可以更改動力系統(tǒng)的應(yīng)用，即也可以將主巡航動力系統(tǒng)和主巡航槳放在垂尾上面，將主起降動力系統(tǒng)和主起降槳放置在機(jī)翼上面，也可以同時(shí)使用四套動力系統(tǒng)和四套螺旋槳同時(shí)用于起降和巡航。

如圖3和5所示：本實(shí)用新型中控制飛行器飛行的方法，在垂直起飛過程中：當(dāng)飛行器準(zhǔn)備起飛時(shí)，由四個(gè)動力系統(tǒng)帶動四只螺旋槳同時(shí)工作，產(chǎn)生不小于飛行器重量的拉力，使飛行器離地并爬升。在此過程中，主起降槳和主起降動力系統(tǒng)只用于飛行器垂直起降的時(shí)候提供不小于70%整機(jī)重量的靜態(tài)拉力，并通過控制上下動力差（既控制第一主起降動力系統(tǒng)12和第二主起降動力系統(tǒng)14的輸出動力差）來調(diào)整飛行器的俯仰姿態(tài)（即飛行器繞Y軸的轉(zhuǎn)動），既是那一側(cè)的動力輸出小，飛行器就往這一側(cè)偏轉(zhuǎn)。主巡航槳和主巡航動力系統(tǒng)在垂直起降的時(shí)候提供不大于30%整機(jī)重量的靜態(tài)拉力，并通過控制左右動力差（既第一主巡航動力系統(tǒng)2和第二主巡航動力系統(tǒng)9的輸出動力差）來調(diào)整飛行器航向姿態(tài)（即飛行器繞Z軸的鉆洞），哪側(cè)的動力輸出小則往那側(cè)偏轉(zhuǎn)。同時(shí)主巡航槳所產(chǎn)生的螺旋槳滑流高速流過左、右升降副翼，通過控制左、右升降副翼的偏轉(zhuǎn)角度來調(diào)整飛行器的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)（即飛行器繞x軸的轉(zhuǎn)動）。

如圖4所示所示：飛行器處于固定翼巡航飛行模態(tài)，在巡航飛行過程中，關(guān)閉動力系統(tǒng)同時(shí)折疊主起降槳，只需啟動主巡航動力系統(tǒng)，由主巡航槳提供用于飛行器在固定翼模態(tài)巡航飛行時(shí)的必要前飛動力即可。調(diào)節(jié)主巡航動力系統(tǒng)（第一主巡航動力系統(tǒng)2和第二主巡航動力系統(tǒng)9）的功率差可以控制飛行器的航向姿態(tài)（即飛行器沿Z軸的轉(zhuǎn)動）；當(dāng)調(diào)節(jié)左、右升降副翼上下反向偏轉(zhuǎn)時(shí)，可控制飛行器的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)（即飛行器沿X軸的轉(zhuǎn)動）；當(dāng)調(diào)節(jié)左、右升降副翼上下同向偏轉(zhuǎn)時(shí)，可控制飛行器的俯仰姿態(tài)（即飛行器沿Y軸的轉(zhuǎn)動），控制系統(tǒng)控制左、右升降副翼的偏轉(zhuǎn)方向一致時(shí)，則飛行器以主機(jī)身為軸轉(zhuǎn)動；控制系統(tǒng)控制左、右升降副翼的偏轉(zhuǎn)方向不一致時(shí)，則飛行器以機(jī)翼為軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)飛機(jī)垂于垂直起降或者懸停的狀態(tài)時(shí)，如果飛機(jī)沿X 軸右向（左向）旋轉(zhuǎn)時(shí)，則左（右）升降副翼沿其轉(zhuǎn)軸上偏，右（左）升降副翼沿其轉(zhuǎn)軸下偏，這樣便可產(chǎn)生氣動力矩來阻止飛機(jī)沿X軸向右（左）旋轉(zhuǎn)。因此其原理是飛行器根據(jù)左、右升降副翼的偏轉(zhuǎn)方向從而產(chǎn)生氣動力矩來控制飛行器的轉(zhuǎn)動方向。

如圖6所示：飛行器從水平巡航到垂直降落的過程，控制上垂尾上的動力輸出小于下垂尾上的動力輸出，這樣飛行器就逐漸由水平方向變成垂直飛行，當(dāng)變成垂直時(shí)，控制上下垂尾的動力輸出一致即可且總輸出大于飛行器自重，這時(shí)飛行器即可保持垂直飛行狀態(tài)。這個(gè)時(shí)候控制飛行器上的所有動力輸出總和略小于飛行器自重靜態(tài)拉力，這樣飛行器在重力的作用下，緩慢地降落，完成垂直降落。

以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，不能以此限定本實(shí)用新型的范圍；對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行的修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行的等同替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。