CN102133926A - 一种尾坐式垂直起降无人飞行器 - Google Patents

一种尾坐式垂直起降无人飞行器 Download PDF

Info

Publication number
CN102133926A
CN102133926A CN2011100545457A CN201110054545A CN102133926A CN 102133926 A CN102133926 A CN 102133926A CN 2011100545457 A CN2011100545457 A CN 2011100545457A CN 201110054545 A CN201110054545 A CN 201110054545A CN 102133926 A CN102133926 A CN 102133926A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vertical
wing
aerial vehicle
tail
unmanned aerial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011100545457A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102133926B (zh
Inventor
程世富
饶进军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN 201110054545 priority Critical patent/CN102133926B/zh
Publication of CN102133926A publication Critical patent/CN102133926A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102133926B publication Critical patent/CN102133926B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)

Abstract

一种尾坐式垂直起降无人飞行器,机身头部安装一俯仰风扇,尾部与机翼相连,机翼上下左右对称分布四个垂直尾翼,尾翼后安装有偏航舵和起落架,机翼与垂直尾翼交汇处固定两个相互独立的螺旋桨。本发明采用尾坐式固定翼垂直起降技术,既能够像直升机一样垂直起降和悬停,又能够像固定翼飞机一样高速巡航,而且结构简单、动力简化、操控灵活。机身头部的俯仰风扇使得飞行器飞行更具有主动性,尤其在垂直到水平、水平到垂直的过渡飞行中更显其优势,只需上升很短的距离或在旋停状态下即可完成垂直到水平的转换。

Description

一种尾坐式垂直起降无人飞行器
技术领域
本发明涉及一种无人飞行器,尤其是一种尾坐式垂直起降无人飞行器。
背景技术
随着计算机技术、通信技术和电子技术的蓬勃发展,世界上对无人飞行器的研究逐渐形成热潮。相对直升机而言,固定翼飞行器具有飞行效率高、飞行速度快、飞行距离远、系统结构简单、重量轻、成本与使用费低等优点,但固定翼飞行器也有自身不可避免的缺陷,那就是在起飞和降落时需要滑跑或者利用特殊的发射回收装置。
垂直起降技术使得飞行器具有集直升机与固定翼的性能、优点于一身的可能。目前应用较成功的垂直起降方案主要有:倾转旋翼式、倾转涵道式、倾转机身式和旋翼/机翼转换式。其中前两种方案中推力方向可绕机身横轴转动, 而机身在飞行中基本保持水平,倾转机身式只能实现短距起降,旋翼/机翼转换式在水平飞行模式下旋翼停转,改为由螺旋桨或喷气等其它方式提供推力。这些方案均具有推力转换机构或动力装置复杂、附件质量大的缺点,不利于飞行器的轻小型化和飞行效率的提高。
尾坐式作为另一种垂直起降方案,应用较少。早期有波音公司的Heliwing,Heliwing需要达到一定高度具有速度才可以从垂直转为水平飞行,因而其飞行受到一些限制;而从垂直到水平的过渡飞行中还会伴有一个“失速翻滚”动作,这就给飞行带来了一定危险。最终首架Heliwing在飞行测试中的坠毁,使得该项目被取消。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足,提供一种尾坐式垂直起降无人飞行器,兼顾直升机垂直起降与固定翼飞机高速巡航的特点,而且结构简单、动力简化、操控灵活、飞行轨迹更加平滑、受限制更少的无人飞行器。
基于上述目的,本发明是通过以下技术方案实现:
一种尾坐式垂直起降无人飞行器,包括机身、机翼和垂直尾翼,所述机身头部有一个支撑架,该支撑架上安装一个俯仰风扇,所述机身中部有机舱,尾部内置蓄电池;所述机翼与所述机身尾部相连接,上下左右对称地分布着四个所述垂直尾翼,所述机翼后部安装有滚转俯仰控制舵面;所述机翼与所述垂直尾翼交汇处固定两个相互独立的马达,马达各驱动相应的螺旋桨;或者所述机翼与所述垂直尾翼交汇处固定两个相互独立的发动机,发动机各驱动相应的螺旋桨;所述四个垂直尾翼后部各安装有一个偏航控制舵面和一个起落架,每个起落架后部安装有一个万向滚轮。
所述俯仰风扇采用蓄电池驱动。
所述机翼和垂直尾翼都采用对称翼型。
本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出特点和显著优势:本发明采用尾坐式固定翼垂直起降技术,即能够像直升机一样垂直起降和悬停,又能够像固定翼飞机一样高速巡航,而且结构简单、动力简化、操控灵活。机身头部的俯仰风扇使得飞行器飞行更具有主动性,尤其在垂直到水平、水平到垂直的过渡飞行中更显其优势,只需上升很短的距离或在旋停状态下即可完成垂直到水平的转换。
附图说明
图1是本发明一种尾坐式垂直起降无人飞行器一种结构示意图;
图2是本发明一种尾坐式垂直起降无人飞行器另一种结构示意图;
图3是本发明一种尾坐式垂直起降无人飞行器飞行过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
实施例一:参见图1,一种尾坐式垂直起降无人飞行器,包括机身1、机翼5和垂直尾翼10,所述机身1头部有一个支撑架2,该支撑架2上安装一个俯仰风扇3,所述机身1中部有机舱13,尾部内置蓄电池11;所述机翼5与所述机身1尾部相连接,上下左右对称地分布着四个所述垂直尾翼10,所述机翼5后部安装有滚转俯仰控制舵面6;所述机翼5与所述垂直尾翼10交汇处固定两个相互独立的马达12A,该两个马达12A各驱动一个螺旋桨4;所述四个垂直尾翼10后部各安装有一个偏航控制舵面9和一个起落架8,每个起落架8后部安装有一个万向滚轮7;所述俯仰风扇3采用蓄电池11驱动;所述机翼5和所述垂直尾翼10都采用对称翼型。
上述尾坐式垂直起降无人飞行器的工作过程是:起飞时,尾坐式垂直起降无人飞行器四个万向滚轮7着地,机身1与地面垂直,由蓄电池11驱动马达12A,并带动螺旋桨4转动,产生向上的拉力,克服重力起飞。当上升到一定高度后,蓄电池11驱动俯仰风扇3,产生俯仰力矩,使得飞行器绕横轴向前倾转,飞行器进入竖直飞行向水平飞行过渡阶段。随着螺旋桨4产生的拉力逐渐转变为水平飞行动力,飞行器进入高速水平飞行阶段。当飞行器需要降落时,蓄电池11驱动俯仰风扇3,产生俯仰力矩,使得飞行器绕横轴向后倾转,飞行器进入水平飞行向竖直飞行过渡阶段。随着螺旋桨4提供的水平飞行动力逐渐转变为向上的拉力,机翼5产生的升力逐渐减小,最终螺旋桨4产生的升力与飞行器自身重力在一条线上,飞行器缓缓垂直降落。纵向平面内的飞行轨迹如图3所示。当飞行器需要偏航飞行时,可以调节垂直尾翼10后面的偏航控制舵面9。当飞行器需要滚转飞行时,可以调节机翼5后面的滚转俯仰控制舵面6。
实施例二:参见图2,一种尾坐式垂直起降无人飞行器,包括机身1、机翼5和垂直尾翼10,所述机身1头部有一个支撑架2,该支撑架2上安装一个俯仰风扇3,所述机身1中部有机舱13,尾部内置蓄电池11;所述机翼5与所述机身1尾部相连接,上下左右对称地分布着四个所述垂直尾翼10,所述机翼5后部安装有滚转俯仰控制舵面6;所述机翼5与所述垂直尾翼10交汇处固定两个相互独立的发动机12B,该两个发动机12B各驱动一个螺旋桨4;所述四个垂直尾翼10后部各安装有一个偏航控制舵面9和一个起落架8,每个起落架8后部安装有一个万向滚轮7;所述俯仰风扇3采用蓄电池11驱动;所述机翼5和所述垂直尾翼10都采用对称翼型。
上述尾坐式垂直起降无人飞行器的工作过程是:起飞时,尾坐式垂直起降无人飞行器四个万向滚轮7着地,机身1与地面垂直,发动机12B驱动螺旋桨4转动,产生向上的拉力,克服重力起飞。当上升到一定高度后,蓄电池11驱动俯仰风扇3,产生俯仰力矩,使得飞行器绕横轴向前倾转,飞行器进入竖直飞行向水平飞行过渡阶段。随着螺旋桨4产生的拉力逐渐转变为水平飞行动力,飞行器进入高速水平飞行阶段。当飞行器需要降落时,蓄电池11驱动俯仰风扇3,产生俯仰力矩,使得飞行器绕横轴向后倾转,飞行器进入水平飞行向竖直飞行过渡阶段。随着螺旋桨4提供的水平飞行动力逐渐转变为向上的拉力,机翼5产生的升力逐渐减小,最终螺旋桨4产生的升力与飞行器自身重力在一条线上,飞行器缓缓垂直降落。纵向平面内的飞行轨迹如图3所示。当飞行器需要偏航飞行时,可以调节垂直尾翼10后面的偏航控制舵面9。当飞行器需要滚转飞行时,可以调节机翼5后面的滚转俯仰控制舵面6。

Claims (3)

1.一种尾坐式垂直起降无人飞行器,包括机身(1)、机翼(5)和垂直尾翼(10),其特征在于:所述机身(1)头部有一个支撑架(2),该支撑架(2)上安装一个俯仰风扇(3),所述机身(1)中部有机舱(13),尾部内置蓄电池(11);所述机翼(5)与所述机身(1)尾部相连接,上下左右对称地分布着四个所述垂直尾翼(10),所述机翼(5)后部安装有滚转俯仰控制舵面(6);所述机翼(5)与所述垂直尾翼(10)交汇处固定两个相互独立的马达(12A),该两个马达(12A)各驱动一个螺旋桨(4);或者所述机翼(5)与所述垂直尾翼(10)交汇处固定两个相互独立的发动机(12B),该两个发动机(12B)各驱动一个螺旋桨(4);所述四个垂直尾翼(10)后部各安装有一个偏航控制舵面(9)和一个起落架(8),每个起落架(8)后部安装有一个万向滚轮(7)。
2.根据权利要求1所述的一种尾坐式垂直起降无人飞行器,其特征在于,所述俯仰风扇(3)采用蓄电池(11)驱动。
3.根据权利要求1所述的一种尾坐式垂直起降无人飞行器,其特征在于,所述机翼(5)和所述垂直尾翼(10)都采用对称翼型。
CN 201110054545 2011-03-08 2011-03-08 一种尾坐式垂直起降无人飞行器 Expired - Fee Related CN102133926B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110054545 CN102133926B (zh) 2011-03-08 2011-03-08 一种尾坐式垂直起降无人飞行器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110054545 CN102133926B (zh) 2011-03-08 2011-03-08 一种尾坐式垂直起降无人飞行器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102133926A true CN102133926A (zh) 2011-07-27
CN102133926B CN102133926B (zh) 2013-05-08

Family

ID=44293894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110054545 Expired - Fee Related CN102133926B (zh) 2011-03-08 2011-03-08 一种尾坐式垂直起降无人飞行器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102133926B (zh)

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102514712A (zh) * 2011-12-07 2012-06-27 上海大学 一种垂直起降飞行器
CN102673780A (zh) * 2012-06-07 2012-09-19 李建波 双构型飞行器
CN102765477A (zh) * 2012-08-10 2012-11-07 南昌航空大学 一种基于三轴飞控板实现固定翼和垂直起降的飞机
WO2013056492A1 (zh) * 2011-10-17 2013-04-25 Tian Yu 固定翼与电动多桨组成的具有直升机功能的复合飞行器
CN103640696A (zh) * 2013-12-05 2014-03-19 新誉集团有限公司 垂降无人机及其控制方法
CN103863561A (zh) * 2014-02-19 2014-06-18 厦门大学 一种机翼可折叠式垂直起降无人机
CN104554723A (zh) * 2015-01-28 2015-04-29 梧州晟裕科技有限公司 一种固定翼无人飞行器
CN105059542A (zh) * 2015-08-10 2015-11-18 成都纵横自动化技术有限公司 一种垂直起降的固定翼长航时飞行器
CN105346716A (zh) * 2015-09-30 2016-02-24 上海圣尧智能科技有限公司 一种无人机动力系统及垂直起降无人机
WO2016058502A1 (zh) * 2014-10-12 2016-04-21 吴建伟 一种尾坐式飞行器
CN105711834A (zh) * 2016-02-02 2016-06-29 深圳市高端玩具有限公司 旋翼推进垂直启飞式滑翔机及其飞行控制方法
CN105366038B (zh) * 2015-12-16 2016-08-24 西北工业大学 尾坐式飞行器的变体尾撑机构以及变体尾撑方法
CN106043690A (zh) * 2016-07-29 2016-10-26 厦门南羽科技有限公司 固定翼无人机失速悬停降落方法及系统
CN106218863A (zh) * 2016-10-19 2016-12-14 吴瑞霞 一种飞机控制系统
CN106275389A (zh) * 2016-10-19 2017-01-04 吴瑞霞 一种控制飞机俯仰、侧翻、偏航的系统
CN106314762A (zh) * 2016-10-19 2017-01-11 吴瑞霞 一种飞行器的侧翻、偏航和偏航稳定性的控制系统
CN106516098A (zh) * 2016-10-19 2017-03-22 吴瑞霞 无人驾驶飞行器
CN106864746A (zh) * 2017-02-20 2017-06-20 西安爱生技术集团公司 一种可垂直起降的尾座式三旋翼鸭式布局飞行器
CN106892102A (zh) * 2017-02-28 2017-06-27 王文正 一种垂直起降无人机及其控制方法
CN107021208A (zh) * 2017-04-21 2017-08-08 陆艳辉 一种利用涵道的尾坐式垂直起降无人机及控制方法
CN107089328A (zh) * 2017-03-15 2017-08-25 西北工业大学 混合动力尾坐式垂直起降长航时无人机及其飞行控制方法
CN107323660A (zh) * 2017-06-30 2017-11-07 马鞍山市赛迪智能科技有限公司 一种三角翼无人机的垂直起降方法
CN109760832A (zh) * 2019-03-28 2019-05-17 四川阿坝天铁翼科技有限公司 一种垂直起降固定翼无人飞行器
CN110282127A (zh) * 2019-07-01 2019-09-27 大连理工大学 一种尾座式无人机
CN110775263A (zh) * 2019-10-22 2020-02-11 上海交通大学 尾座式海空跨域无人飞行器及其海空飞行模式
CN113232827A (zh) * 2021-05-19 2021-08-10 南京航空航天大学 飞行表演用尾座式垂直起降无人机及多屏互联无人机编队
CN113716034A (zh) * 2021-08-31 2021-11-30 谷国强 一种双旋翼直升机与固定翼结合一体化载人飞行器
CN113788143A (zh) * 2021-11-15 2021-12-14 中国航天空气动力技术研究院 一种尾坐式垂直起降太阳能无人机
WO2022226932A1 (zh) * 2021-04-29 2022-11-03 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104290906B (zh) * 2014-11-04 2016-05-25 中国人民解放军国防科学技术大学 一种垂直起降飞行器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101774429A (zh) * 2010-02-26 2010-07-14 成都飞机设计研究所 用于垂绳式回收的小型无人机气动布局

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101774429A (zh) * 2010-02-26 2010-07-14 成都飞机设计研究所 用于垂绳式回收的小型无人机气动布局

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐庆九等: "舰载垂直起降无人直升机的发展及启示", 《飞航导弹》, no. 10, 31 October 2010 (2010-10-31) *
王冠林等: "垂直起降技术及其在无人机上的应用", 《飞航导弹》, no. 6, 30 June 2006 (2006-06-30) *
王冠林等: "垂直起降无人机总体方案分析及控制策略综合研究", 《飞机设计》, no. 3, 30 June 2006 (2006-06-30) *
王冠林等: "垂直起降无人机的现状与发展", 《中国航空学会飞机发展与设计专业委员会2005学术年会》, 1 September 2005 (2005-09-01) *

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013056492A1 (zh) * 2011-10-17 2013-04-25 Tian Yu 固定翼与电动多桨组成的具有直升机功能的复合飞行器
CN102514712A (zh) * 2011-12-07 2012-06-27 上海大学 一种垂直起降飞行器
CN102673780A (zh) * 2012-06-07 2012-09-19 李建波 双构型飞行器
CN102765477A (zh) * 2012-08-10 2012-11-07 南昌航空大学 一种基于三轴飞控板实现固定翼和垂直起降的飞机
CN103640696A (zh) * 2013-12-05 2014-03-19 新誉集团有限公司 垂降无人机及其控制方法
CN103640696B (zh) * 2013-12-05 2016-06-08 新誉集团有限公司 垂降无人机及其控制方法
CN103863561A (zh) * 2014-02-19 2014-06-18 厦门大学 一种机翼可折叠式垂直起降无人机
WO2016058502A1 (zh) * 2014-10-12 2016-04-21 吴建伟 一种尾坐式飞行器
CN104554723A (zh) * 2015-01-28 2015-04-29 梧州晟裕科技有限公司 一种固定翼无人飞行器
CN105059542A (zh) * 2015-08-10 2015-11-18 成都纵横自动化技术有限公司 一种垂直起降的固定翼长航时飞行器
CN105346716A (zh) * 2015-09-30 2016-02-24 上海圣尧智能科技有限公司 一种无人机动力系统及垂直起降无人机
CN105366038B (zh) * 2015-12-16 2016-08-24 西北工业大学 尾坐式飞行器的变体尾撑机构以及变体尾撑方法
CN105711834A (zh) * 2016-02-02 2016-06-29 深圳市高端玩具有限公司 旋翼推进垂直启飞式滑翔机及其飞行控制方法
CN106043690A (zh) * 2016-07-29 2016-10-26 厦门南羽科技有限公司 固定翼无人机失速悬停降落方法及系统
CN106043690B (zh) * 2016-07-29 2018-09-07 厦门南羽科技有限公司 固定翼无人机失速悬停降落方法及系统
CN106314762A (zh) * 2016-10-19 2017-01-11 吴瑞霞 一种飞行器的侧翻、偏航和偏航稳定性的控制系统
CN106516098A (zh) * 2016-10-19 2017-03-22 吴瑞霞 无人驾驶飞行器
CN106218863A (zh) * 2016-10-19 2016-12-14 吴瑞霞 一种飞机控制系统
CN106275389A (zh) * 2016-10-19 2017-01-04 吴瑞霞 一种控制飞机俯仰、侧翻、偏航的系统
CN106864746A (zh) * 2017-02-20 2017-06-20 西安爱生技术集团公司 一种可垂直起降的尾座式三旋翼鸭式布局飞行器
CN106892102A (zh) * 2017-02-28 2017-06-27 王文正 一种垂直起降无人机及其控制方法
CN107089328A (zh) * 2017-03-15 2017-08-25 西北工业大学 混合动力尾坐式垂直起降长航时无人机及其飞行控制方法
CN107089328B (zh) * 2017-03-15 2023-03-14 西北工业大学 一种混合动力尾坐式垂直起降长航时无人机的控制方法
CN107021208A (zh) * 2017-04-21 2017-08-08 陆艳辉 一种利用涵道的尾坐式垂直起降无人机及控制方法
CN107323660B (zh) * 2017-06-30 2020-01-17 马鞍山市赛迪智能科技有限公司 一种三角翼无人机的垂直起降方法
CN107323660A (zh) * 2017-06-30 2017-11-07 马鞍山市赛迪智能科技有限公司 一种三角翼无人机的垂直起降方法
CN109760832A (zh) * 2019-03-28 2019-05-17 四川阿坝天铁翼科技有限公司 一种垂直起降固定翼无人飞行器
CN110282127A (zh) * 2019-07-01 2019-09-27 大连理工大学 一种尾座式无人机
CN110775263A (zh) * 2019-10-22 2020-02-11 上海交通大学 尾座式海空跨域无人飞行器及其海空飞行模式
CN110775263B (zh) * 2019-10-22 2023-01-31 上海交通大学 尾座式海空跨域无人飞行器
WO2022226932A1 (zh) * 2021-04-29 2022-11-03 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器
CN113232827A (zh) * 2021-05-19 2021-08-10 南京航空航天大学 飞行表演用尾座式垂直起降无人机及多屏互联无人机编队
CN113716034A (zh) * 2021-08-31 2021-11-30 谷国强 一种双旋翼直升机与固定翼结合一体化载人飞行器
CN113788143A (zh) * 2021-11-15 2021-12-14 中国航天空气动力技术研究院 一种尾坐式垂直起降太阳能无人机

Also Published As

Publication number Publication date
CN102133926B (zh) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102133926B (zh) 一种尾坐式垂直起降无人飞行器
JP6547117B2 (ja) 垂直離着陸飛行体
US10287011B2 (en) Air vehicle
CN108569399B (zh) 一种采用分布式涵道动力的短距起降无人机
CN107416200B (zh) 一种电动复合翼飞行器
CN202754143U (zh) 旋转发动机垂直起降飞机
CN102514712A (zh) 一种垂直起降飞行器
CN103979104B (zh) 一种可变体x型机翼垂直起降微型飞行器
CN113525678B (zh) 一种牵引-推进式倾转翼垂直起降载人飞行器
CN105083550A (zh) 垂直起降固定翼飞行器
CN202481309U (zh) 一种矢量动力垂直起降飞机及其矢量动力系统
CN103241376A (zh) 一种矢量动力垂直起降飞机及其矢量动力系统
CN103287576A (zh) 一种无尾布局单人尾坐式垂直起降飞行器
CN103587683A (zh) 一种可倾转旋翼小型飞行器
RU2674622C1 (ru) Конвертоплан
CN109795682A (zh) 一种高效尾坐式垂直起降固定翼飞行器及其控制方法
CN103318410A (zh) 一种无舵面垂直起降微型飞行器
CN105346715A (zh) 一种垂直起降无人机
CN111196346A (zh) 一种分布式电推进倾转旋翼无人飞行器
CN206218213U (zh) 一种涵道式仿生飞行器
CN205239908U (zh) 固定倾转角旋翼飞行器
CN111846194A (zh) 一种多旋翼载人直升飞机
CN102085911A (zh) 新理念飞行及飞行器
CN105173076A (zh) 一种垂直起降无人机
CN105151295A (zh) 一种垂直起降无人机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130508

Termination date: 20170308