CN102424111A - 一种柔性蝶形飞行器 - Google Patents

Abstract

一种柔性蝶形飞行器，涉及一种飞行器。提供一种具有较强的抵抗不稳定气流能力和较强的横侧向稳定性的柔性蝶形飞行器。设有十字形支撑架、主体动力系统、飞行控制系统、外罩、外罩动力系统和起落架系统；所述十字形支撑架、主体动力系统、飞行控制系统和外罩动力系统均设于外罩内；所述主体动力系统设有4个发动机、4个旋翼、能源装置；所述飞行控制系统设有飞行控制电脑和传感器组件；所述外罩设有罩架和柔性外罩层；所述柔性外罩动力系统设有操控发动机、变速箱、肋板、罩顶支撑盘、螺母、锁止销和端盖；所述起落架系统设有起落架支撑轴、滑动轴和着陆盘。

Description

一种柔性蝶形飞行器

技术领域

本发明涉及一种飞行器，尤其是涉及一种柔性蝶形飞行器。

背景技术

直升飞机、固定翼飞机、火箭等现有飞行器，其特征众所周知，一直以来，不断有碟形飞行器的报道，飞行器爱好者对碟形飞行器不懈地探索着，但碟形飞行器的利用和普及并未得到很好的发展。最近，不少国家争相对无人机、水上飞机及舰载机进行探索和研究，以及大众对UFO飞行器的不断关注，使碟形飞行器越来越受到人们的重视，碟形飞行器的理论及其应用也得到不断发展。

近10年以来，不少航模爱好者和工程技术人员对碟形飞行器进行了探索和研究。中国专利200710007864.6公开了一种飞碟型飞行器理想模型；中国专利93102323.8公开了一种飞碟飞行器模型；中国专利03114854.9公开了一种圆碟形飞行器等，但这些蝶形飞行器的外罩都是刚性的、外形是不变的，没有挖掘其蝶形外壳的潜在功能。

发明内容

本发明旨在提供一种具有较强的抵抗不稳定气流能力和较强的横侧向稳定性的柔性蝶形飞行器。

本发明设有十字形支撑架、主体动力系统、飞行控制系统、外罩、外罩动力系统和起落架系统；

所述十字形支撑架、主体动力系统、飞行控制系统和外罩动力系统均设于外罩内；

所述主体动力系统设有4个发动机、4个旋翼、能源装置，所述4个发动机的底座对称安装在十字形支撑架的4个末端；所述4个旋翼分别固定在4个发动机输出轴末端上；所述十字形支撑架上方设有载物台，载物台设有操控室和载物仓，所述能源装置安装在操控室底板上；

所述飞行控制系统设有飞行控制电脑和传感器组件，所述飞行控制系统安装在操控室内，飞行控制电脑通过电缆与传感器组件和能源装置连接；

所述外罩设有罩架和柔性外罩层，所述柔性罩层覆在罩架上，所述外罩包络整个飞行器；

所述柔性外罩动力系统设有操控发动机、变速箱、肋板、罩顶支撑盘、螺母、锁止销和端盖，所述操控发动机和变速箱安装在操控室上端，所述变速箱的底座安装在操控室上端中心处；所述变速箱设有输出轴和输入轴，变速箱的输入轴和操控发动机输出轴末端安装齿轮组，变速箱的输出轴末端依次安装肋板、罩顶支撑盘、螺母、锁止销和端盖；位于罩架中央的罩顶支撑盘与主机架上的变速箱的输出轴连接；

所述起落架系统设有起落架支撑轴、滑动轴和着陆盘，所述起落架支撑轴上端固定在十字形支撑架的底面中心，起落架支撑轴下端孔内嵌套滑动轴的一端，滑动轴的另一端安装在着陆盘上端中心。

所述十字形支撑架可采用碳纤维材料或其他轻质高强度材料制成。

所述能源装置可采用电源或/和油箱。

所述传感器组件可设有GPS导航仪、陀螺仪、红外测距仪、雷达、风速计、风向仪、视觉导航仪、无线信号传输仪等中的至少一种。

所述外罩可呈中空倒扣碗状，所述罩架下缘可为开放式的圆形框架；所述罩架可由碳纤材料或其他轻质高强度、高韧性材料制成；所述柔性外罩层可由高韧性高分子纤维材料制成。

所述外罩动力系统可采用柔性外罩动力系统，所述外罩可采用柔性外罩。

所述主体动力系统用于提供飞行所需动力，所述飞行控制系统用于将人的意志转化为飞行时的指令，所述外罩主要用于缓和不稳定气流的冲击、增加飞行稳定性和增强抵抗侧风的能力，所述外罩动力系统用于按照飞行控制系统给出的指令调节外罩的转速和转向，所述起落架系统主要用于为飞行器停放和降落时提供必要支撑和保护。

与现有的蝶形飞行器相比，本发明具有以下突出优点：

1)飞行器在飞行时，其柔性外罩可根据风速的大小、方向自适应地改变形状，提高紊乱气流下的飞行稳定性；

2)飞行器在整个飞行过程中都能够抵抗侧风，具有较好的横侧向稳定性，保证沿规划的航线飞行，安全性高，且形状结构简单，容易拆装；

3)可以根据风速计和风向仪提供的数据自行改变柔性外罩的转速和转向。

4)可实现垂直起降，并实现低空低速飞行，同时做悬停、转向等姿态；

5)由于柔性外罩是轻质结构，飞行器具有较强的承载能力，同时可实现水上起飞和降落，具有水上飞行器的功能；

6)飞行器柔性外罩无垂直面，结构具有隐身特性，通过涂装隐身材料很容易改装成高性能隐身飞行器；

7)由于本发明具有特殊的外形和气动特性，因此可为隐身无人机、水上飞机、舰载机及各类航模制作和研发提供参考。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1，本发明实施例设有十字形支撑架、主体动力系统、飞行控制系统、外罩、外罩动力系统和起落架系统。

所述十字形支撑架1、主体动力系统、飞行控制系统和外罩动力系统均设于外罩内。

所述主体动力系统设有4个发动机3、4个旋翼4、能源装置6，所述4个发动机3的底座对称安装在十字形支撑架1的4个末端；所述4个旋翼4分别固定在4个发动机3输出轴末端上；所述十字形支撑架1上方设有载物台10，载物台10设有操控室和载物仓，所述能源装置6安装在操控室底板上。

所述飞行控制系统设有飞行控制电脑5和传感器组件8，所述飞行控制系统安装在操控室内，飞行控制电脑5通过电缆7与传感器组件8和能源装置6连接。

所述外罩设有罩架2和柔性外罩层23，所述柔性罩层23覆在罩架2上，所述外罩包络整个飞行器。

所述柔性外罩动力系统设有操控发动机20、变速箱11、肋板、罩顶支撑盘13、螺母14、锁止销16和端盖15，所述操控发动机20和变速箱11安装在操控室上端，所述变速箱11的底座安装在操控室上端中心处；所述变速箱11设有输出轴和输入轴，变速箱11的输入轴18和操控发动机20输出轴末端安装齿轮组19，变速箱11的输出轴12末端依次安装肋板、罩顶支撑盘13、螺母14、锁止销16和端盖15；位于罩架2中央的罩顶支撑盘13与十字形支撑架1上的变速箱11的输出轴12连接。

所述起落架系统设有起落架支撑轴27、滑动轴(也称伸缩轴)28和着陆盘29，所述起落架支撑轴27上端固定在十字形支撑架1的底面中心，起落架支撑轴27下端孔内嵌套滑动轴28的一端，滑动轴28的另一端安装在着陆盘29上端中心。

所述十字形支撑架1可采用碳纤维材料或其他轻质高强度材料制成。

所述发动机3可采用油机或电机。

所述能源装置6可采用电源或/和油箱。

所述传感器8组件主要由陀螺仪，超声测距仪，雷达，风速计，风向仪，GPS导航仪，视觉导航仪，无线信号传输仪等组成。

所述4个发动机3的底座可通过螺栓对称安装在十字形支撑架1的4个末端。所述4个旋翼4可分别通过螺纹连接安装在4个发动机3输出轴末端上。

所述载物台10设有操控室和载物仓；所述操控室底板分别通过螺栓固定安装飞控电脑5、能源装置6和传感器组件8，能源装置6和传感器组件8由分别将能量和数据通过电缆7传送到飞控电脑5和发动机3。

所述罩架2由碳纤材料或其他高强度、高韧性材料制成，所述罩架2下缘为开放式的圆形框架24；所述外罩层23由高分子纤维材料或其它轻质韧性材料制成，所述外罩层23为中空倒扣碗状，覆在罩架2上，与罩架2一起包络整个飞行器。

所述操控室顶部中部通过螺栓固定一个操控发动机20和变速箱10，发动机3驱动变速箱11上端的齿轮组19，齿轮组19中的两个齿轮分别通过键固定在发动机3的输出轴和变速箱的输入轴18末端上，齿轮组19将动力经变速箱输入轴18变速后传递至输出轴12驱动罩顶支撑盘13，所述罩顶支撑盘13通过肋17增加强度且其内孔固定在输出轴12末端，同时输出轴12末端依次被被螺母14、锁止销16和端盖15固定。罩顶支撑盘13外侧边缘通过铆钉连接罩架2。所述罩架2与外罩层23通过高分子粘结剂粘结，所述罩底支撑盘26的中心孔通过过盈配合连接轴承26的外圈，所述轴承26的内圈通过过盈配合连接起落架支撑轴27。在所述起落架支撑轴27上端通过螺栓连接十字形支撑架1的底面中心，同时起落架支撑轴27下端孔内还嵌套可沿轴向滑动的伸缩轴28，伸缩轴28另一端通过螺纹固定连接着陆盘29上端中心处。蝶形飞行器飞行时，所述着陆盘29可通过伸缩轴28的缩短收起，着陆时可伸长放下。

Claims (9)

1.一种柔性蝶形飞行器，其特征在于设有十字形支撑架、主体动力系统、飞行控制系统、外罩、外罩动力系统和起落架系统；

所述十字形支撑架、主体动力系统、飞行控制系统和外罩动力系统均设于外罩内；

所述主体动力系统设有4个发动机、4个旋翼、能源装置，所述4个发动机的底座对称安装在十字形支撑架的4个末端；所述4个旋翼分别固定在4个发动机输出轴末端上；所述十字形支撑架上方设有载物台，载物台设有操控室和载物仓，所述能源装置安装在操控室底板上；

所述飞行控制系统设有飞行控制电脑和传感器组件，所述飞行控制系统安装在操控室内，飞行控制电脑通过电缆与传感器组件和能源装置连接；

所述外罩设有罩架和柔性外罩层，所述柔性罩层覆在罩架上，所述外罩包络整个飞行器；

所述柔性外罩动力系统设有操控发动机、变速箱、肋板、罩顶支撑盘、螺母、锁止销和端盖，所述操控发动机和变速箱安装在操控室上端，所述变速箱的底座安装在操控室上端中心处；所述变速箱设有输出轴和输入轴，变速箱的输入轴和操控发动机输出轴末端安装齿轮组，变速箱的输出轴末端依次安装肋板、罩顶支撑盘、螺母、锁止销和端盖；位于罩架中央的罩顶支撑盘与主机架上的变速箱的输出轴连接；

所述起落架系统设有起落架支撑轴、滑动轴和着陆盘，所述起落架支撑轴上端固定在十字形支撑架的底面中心，起落架支撑轴下端孔内嵌套滑动轴的一端，滑动轴的另一端安装在着陆盘上端中心。

2.如权利要求1所述的一种柔性蝶形飞行器，其特征在于所述十字形支撑架采用碳纤维材料或其他轻质高强度材料制成。

3.如权利要求1所述的一种柔性蝶形飞行器，其特征在于所述能源装置采用电源或/和油箱。

4.如权利要求1所述的一种柔性蝶形飞行器，其特征在于所述传感器组件设有GPS导航仪、陀螺仪、红外测距仪、雷达、风速计、风向仪、视觉导航仪、无线信号传输仪中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种柔性蝶形飞行器，其特征在于所述外罩呈中空倒扣碗状，所述罩架下缘为开放式的圆形框架。

6.如权利要求1或5所述的一种柔性蝶形飞行器，其特征在于所述罩架由碳纤材料或其他轻质高强度、高韧性材料制成。

7.如权利要求1所述的一种柔性蝶形飞行器，其特征在于所述柔性外罩层由高韧性高分子纤维材料制成。

8.如权利要求1所述的一种柔性蝶形飞行器，其特征在于所述外罩动力系统采用柔性外罩动力系统。

9.如权利要求1所述的一种柔性蝶形飞行器，其特征在于所述外罩采用柔性外罩。

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