尾座式evtol飞行器

本发明属于固定翼飞行器垂直起降，具体涉及一种尾座式evtol飞行器。

背景技术：

1、随着复合材料、电动推进器以及自动驾驶等多种技术领域的突破，城市空中运输市场逐渐打开。以电动垂直起降的飞行器开始承担起城市内的载人或载货运输服务，它具有按需响应、更低廉的人员成本、更灵活的空域使用方式、噪音更小等特点。

2、电动垂直起降的飞行器类型主要包括：复合升推式、倾转动力式以及尾座式，其中复合升推式是采用起降及巡航两套动力系统，由于配置了固定升力面及水平推进动力系统，平垂过渡简单可靠，但是巡航时起降动力系统会产生废阻及废重，导致整机结构重量增加以及有效载荷占比的降低；倾转动力式是利用可改变方向的动力短舱或者喷口，实现在起降阶段提供向上升力，在巡航阶段提供向前推力，但是实现动力短舱或者喷口改变方向的倾转机构相对复杂，导致倾转动力式在结构重量上的占比较大，且过渡控制复杂；尾座式垂直起降飞行器采用整体倾转的过渡方式，相比于倾转动力式不需要额外的偏转机构，相比于复合升推式没有动力装置废重及废阻。因此，尾座式航空器整体性更好，有效载荷重量占比较大。

3、尾座式布局飞行器在平垂过渡阶段动力系统既提供向上的升力，又提供前飞所需的拉力，并且在不同飞行速度下动力系统的推进效率及飞机俯仰角也不相同，导致对动力及控制力矩要求较高，使得飞行器在垂平过渡过程中的操作稳定性较差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种尾座式evtol飞行器，能够实现飞行器在垂平过渡阶段任意俯仰角下的稳定控制，保证飞行器在垂平过渡过程中操作的稳定性，以便解决现有技术中的不足。

2、本发明的技术方案是：一种尾座式evtol飞行器，包括机身以及对称设置在机身两侧的固定机翼，尾座式evtol飞行器停放在地面上时，机身的头部呈倾斜向上的姿态，多旋翼组件设置在机身以及固定机翼上，多旋翼组件包括四个螺旋桨，分别倾斜向上安装于机身的头部、尾部以及固定机翼上，两个固定机翼上螺旋桨对称设置，螺旋桨的中轴线相互平行，动力部设置在机身以及固定机翼上，动力部的输出轴与螺旋桨连接，用于驱动螺旋桨旋转，通过位于机身头部的螺旋桨旋转，使得机身的头部获得升力向上抬起后，位于固定机翼以及机身尾部的螺旋桨旋转，使得机身获得升力垂直上升，再通过调整位于机身头部和尾部螺旋桨的旋转差速，使得机身向前倾转进入平飞状态。

3、优选的，机身的头部倾斜角度为45°。

4、优选的，螺旋桨与机身头部的倾斜角度相同。

5、优选的，固定机翼与螺旋桨的中轴线相互平行。

6、优选的，位于机身两侧的螺旋桨分别安装于固定机翼的前侧，固定机翼的后侧设有副翼且与其相互平行，副翼与固定机翼铰接，副翼围绕铰接端上下翻转。

7、优选的，机身的头部下侧连接有起落架，机身的尾部与地面抵接，机身的机舱载荷区域布置于起落架与固定机翼之间。

8、优选的，机身的机腹为弧形。

9、优选的，机身的尾部连接有水平尾翼，位于机身尾部的螺旋桨安装于水平尾翼的前侧，水平尾翼与螺旋桨的中轴线相互平行。

10、优选的，动力部包括：四个旋转动力元件，旋转动力元件分别安装于机身的头部、尾部以及固定机翼上，旋转动力元件的输出轴与螺旋桨连接，机身上安装有电池，电池分别与旋转动力元件电连接。

11、优选的，电池位于固定机翼靠近机身尾部一侧的上方。

12、与现有技术相比，本发明提供的一种尾座式evtol飞行器，通过机身停放在地面上时机头处于倾斜向上的姿态，再利用多旋翼组件位于机身头部的螺旋桨旋转使得机身的头部获得升力向上抬起后，位于固定机翼以及尾部的螺旋桨旋转，使得机身获得升力垂直上升，再通过调整位于机身头部和尾部螺旋桨的旋转差速，使得机身向前倾转进入平飞状态，飞行器降落时需要使得机身向后倾转，再通过控制螺旋桨的转速垂直落在地面上，利用新的尾座式垂直起降布局，能够实现飞行器在平垂过渡方式上采用小俯仰角速度、准静态的过渡方式，实现飞行器在垂平过渡阶段任意俯仰角下的稳定控制，保证飞行器在垂平过渡过程中操作的稳定性，提升了固定翼飞行器垂直起降的安全性，本发明的飞行器安全性高，飞行稳定，实用性强，值得推广。

技术特征：

1.一种尾座式evtol飞行器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的尾座式evtol飞行器，其特征在于，所述机身(1)的头部倾斜角度为45°。

3.根据权利要求1所述的尾座式evtol飞行器，其特征在于，所述螺旋桨(3)与所述机身(1)头部的倾斜角度相同。

4.根据权利要求1所述的尾座式evtol飞行器，其特征在于，所述固定机翼(11)与所述螺旋桨(3)的中轴线相互平行。

5.根据权利要求1所述的尾座式evtol飞行器，其特征在于，位于所述机身(1)两侧的所述螺旋桨(3)分别安装于所述固定机翼(11)的前侧，所述固定机翼(11)的后侧设有副翼(12)且与其相互平行，所述副翼(12)与所述固定机翼(11)铰接，所述副翼(12)围绕铰接端上下翻转。

6.根据权利要求1所述的尾座式evtol飞行器，其特征在于，所述机身(1)的头部下侧连接有起落架(2)，所述机身(1)的尾部与地面抵接，所述机身(1)的机舱载荷区域布置于所述起落架(2)与所述固定机翼(11)之间。

7.根据权利要求1所述的尾座式evtol飞行器，其特征在于，所述机身(1)的机腹为弧形。

8.根据权利要求1所述的尾座式evtol飞行器，其特征在于，所述机身(1)的尾部连接有水平尾翼(13)，位于所述机身(1)尾部的所述螺旋桨(3)安装于所述水平尾翼(13)的前侧，所述水平尾翼(13)与所述螺旋桨(3)的中轴线相互平行。

9.根据权利要求1所述的尾座式evtol飞行器，其特征在于，所述动力部包括：四个旋转动力元件(6)，所述旋转动力元件(6)分别安装于所述机身(1)的头部、尾部以及固定机翼(11)上，所述旋转动力元件(6)的输出轴与所述螺旋桨(3)连接，所述机身(1)上安装有电池(7)，所述电池(7)分别与所述旋转动力元件(6)电连接。

10.根据权利要求9所述的尾座式evtol飞行器，其特征在于，所述电池(7)位于所述固定机翼(11)靠近所述机身(1)尾部一侧的上方。

技术总结本发明涉及一种尾座式evtol飞行器，属于固定翼飞行器垂直起降技术领域，包括机身以及对称设置在机身两侧的固定机翼，机身的头部呈倾斜向上的姿态，多旋翼组件设置在机身以及固定机翼上，多旋翼组件包括四个螺旋桨，分别倾斜向上安装于机身的头部、尾部以及固定机翼上，动力部设置在机身以及固定机翼上，本发明通过机身停放在地面上时机头处于倾斜向上的姿态，再利用多旋翼组件位于机身头部的螺旋桨旋转使得机身的头部获得升力向上抬起后，位于固定机翼以及尾部的螺旋桨旋转，使得机身获得升力垂直上升，再通过调整位于机身头部和尾部螺旋桨的旋转差速，使得机身向前倾转进入平飞状态，实现飞行器在垂平过渡阶段任意俯仰角下的稳定控制。技术研发人员：张晓敏,孔繁杰,冯振宇,解江,张子涵,程斯午未,张国挺,何俊龙受保护的技术使用者：中国民航大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18