CN104260873A - 一种三角翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三角翼飞行器，包括机身，机身前端设置拆卸式负载舱，内部设有储能仓和导航控制舱，中部设置降落伞舱，后部设有动力装置；所述机身后端上部设置带有转向舵的垂直尾翼，所述机身设置带有2组副翼的三角形机翼，所述转向舵和所述2组副翼由3套内藏式舵机系统控制；所述机身下方对称设有两个垂直安定面，垂直安定面还可安装浮筒。本发明能够实现高速航行，方便更换多种任务负载，全封闭可变翼展，利用翼地效应实现水陆两栖起降，自动调整飞行并可使用计算机远程操控，功能强大，适应能力强。

Description

一种三角翼飞行器

技术领域

本发明涉及一种无人飞行器，尤其涉及一种三角翼飞行器。

背景技术

当飞行器贴近地面或水面飞行时，气流流过机翼后会向后下方流动，这时地面或者水面将产生一股反作用力，当它在距离水面等于或小于1/2翼展的高度上飞行时，整个机体的上下压力差增大，升力会陡然增加，阻力减小，阻挡飞行器机翼下坠。这种可以使飞行器诱导阻力减小，同时能获得比空中飞行更高升阻比的物理现象，被科学家称为地面效应或翼地效应。

随着无人机技术的发展，无人机的应用也越来越广泛，但是也存在许多缺陷：

1.民用的飞行器大都为多轴飞行器和无人直升机，主要完成一些低速航拍，农业植保的任务，该类无人机大都用途单一，速度较低，航程较短，无法实现多功能大航程的飞行任务。

2.一些航模或者飞行器的舵机还采用外露式连杆带动舵机进行空中姿态调整，既不美观，同时在复杂地形起降的时候外部连杆与其他物体发生缠绕或者撞击极易发生危险。多数飞机制造出来以后其翼展都无法改变，这就使得飞机难以适应多环境，多用途的需要。

3.多数飞行器还是依靠手动操作控制器进行飞行，这对操作人员的操作水平有较高的要求。对于环境，如能见度风速等要求较高；无人机的降落方式大都还是伞降，这样的降落方式需要开阔的场地并且难以避免的对飞行器本身造成损坏。

4.目前市面上还没有能够实现水上起降的无人飞行器，因为水面对于无人机防水性能要求很高，水面降落难度更高。

发明内容

本发明目的提供能够高速航行，方便更换多种任务负载，全封闭可变翼展，利用翼地效应实现水陆两栖起降，自动调整飞行并可使用计算机远程操控的一种三角翼飞行器。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种三角翼飞行器，包括机身，所述机身前端设置拆卸式负载舱作为机头，内部设有储能仓和导航控制舱，中部设置降落伞舱，末端设有动力装置；所述机身后端上部设置带有转向舵的垂直尾翼，所述机身两侧分别设置带有副翼的三角形机翼，所述转向舵和所述副翼分别由3套内藏式舵机系统控制；所述机身下方对称设有两个垂直安定面。

所述机翼由两节中空可插接的梯形大小翼板组成，所述机身和所述大小翼板内设有不少于2组配套的插杆和插套，所述机翼前缘后掠角30°~40°。

所述内藏式舵机系统包括固定于所述机身内部的控制电机，所述控制电机与所述副翼、所述控制电机与所述转向舵之间分别设置连接摇臂，通过电机带动摇臂，控制副翼的角度。

所述动力装置为带有螺旋桨的无刷电机。

所述两个垂直安定面下端设有适应水面起降的浮筒。

所述储能仓为重心可改变的可调节位置电池槽，能够根据不同质量的负载来调整重心。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

1.         本发明配有多种任务负载，在执行任务时同时携带，前方的可拆卸式负载舱能够方便的更换任务负载，对于不同负载的重量不同，采用可调节位置的电池槽进一步调节飞机重心，保持稳定性，实现一机多能，提高工作效率，节约配备多个任务平台的成本。

2.         本发明采用全封闭设计，结构合理，外部无连接杆等影响美观及飞行性能的部件，气动性能优越，在下方垂直安定面设置浮筒就能实现水面起降，环境适应性能优越。

3.         本发明的机翼采用2块大翼板和2块小翼板组成，可根据需要进行改变飞机的翼展从而改变飞机的气动外形，在高速和低速飞行模式方便切换。

4.         本发明使用自行研发的自主驾驶仪自动调整飞行姿态，地面控制站设定飞行参数和进行手动调整，达到预期飞行的目的，大大提高飞行安全性可靠性。

5.         本发明除伞降外，还可利用翼地效应进行降落，凭借较大的机翼面积可以实现在距离地面很近时低速安全降落。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明机翼和副翼组装示意图。

图3为本发明尾翼、负载舱、螺旋桨组装示意图。

图4为本发明舵机结构示意图。

图5为本发明安装浮筒后视图。

图中1.机身，2.负载舱，3.导航控制舱，4.机翼，41.小翼板，42.大翼板，43.插套，44.插杆，5.副翼，6.垂直尾翼，7.转向舵，71.固定条，72.电机，73.摇臂，8.动力装置，9.垂直安定面，10.降落伞舱，11.浮筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示机身1的前端设有可拆卸式负载舱2，内部设有储能仓和导航控制舱3，储能仓具体为可移动位置的电池槽，由于负载的重量不同需要改变电池的位置来调整整个飞行器的重心以保持平衡。导航控制舱3内搭载有自主研发的导航飞控系统，机身中部设有降落伞舱10，后部设有高速电机带动的螺旋桨8作为飞行器动力装置。机身1两侧设置带有副翼5的三角形机翼4，机翼4的前缘后掠角为35°， 这种小角度前缘后掠角能够适应中低速飞行，增大机翼所占比重，使得翼地效应更加明显。机身1后端上部设置带有转向舵7的垂直尾翼6。

图2图3所示机翼、副翼、垂直尾翼与机身的组装示意图，机翼4包括梯形的大翼板42和小翼板41，其内部均设有2组以上插杆44和插套43，机身1内部设有与大翼板42匹配的插套43，插管与插套的材料均为碳纤维材料，保证强度减少重量。可根据需要方便的翼展进行调整，翼展分别达到1.7米和2.4米，翼展小飞行速度快，翼展大飞行速度慢，从而使飞行器性能得到调整。副翼5也包括大副翼52和小副翼53，其连接方式与机翼相同，采用插接方式。垂直尾翼6也是通过插接方式与机身1连接，后端铰接转向舵7。机身1底部设有对称的垂直安定面9，它的作用是在弹射起飞的时候固定在滑轨两侧增加稳定性，在飞行的过程中提供更好的气动外形，末端还可以加装浮筒来实现水面的起降。

图4所示为舵机结构示意图，机身1与两侧副翼5、机身1与转向舵7之间均设有内藏式舵机系统，机身1内部利用固定条71将电机72固定，电机72输出端与两侧副翼5、转向舵7之间铰接控制转向的摇臂73，通过电机72转动带动摇臂73运动从而改变副翼5和转向舵7之间的角度。

图5所示为安装浮筒后视图，在垂直安定面9下方安装浮筒11，由于飞行器材料大部分为蜂窝复合材料，外观上为全封闭的结构，防水性能优越，利用翼地效应实现低速平稳的在水面进行降落，环境适应能力强。

Claims (6)

1.一种三角翼飞行器，包括机身（1），其特征在于：所述机身（1）前端设置拆卸式负载舱（2），内部设有储能仓和导航控制舱（3），中部设置降落伞舱（10），后部设有动力装置（8）；所述机身（1）后端上部设置带有转向舵（7）的垂直尾翼（6），所述机身（1）设置带有2组副翼（5）的三角形机翼（4），所述转向舵（7）和所述2组副翼（5）由3套内藏式舵机系统控制；所述机身（1）下方对称设有两个垂直安定面（9）。

2.根据权利要求1所述三角翼飞行器，其特征在于：所述一组机翼（4）及对应的副翼（5）分别由两节中空可插接的大小翼板和大小副翼组成，所述机身（1）和所述大小翼板以及大小副翼内设有不少于2组配套的插杆（44）和插套（43），所述机翼（4）前缘后掠角30°~40°。

3.根据权利要求1所述三角翼飞行器，其特征在于：所述内藏式舵机系统包括固定于所述机身内部的控制电机（72），所述控制电机（72）与所述副翼（5）、所述控制电机（72）与所述转向舵（7）之间分别设置连接摇臂（73）。

4.根据权利要求1所述三角翼飞行器，其特征在于：所述动力装置（8）为带有螺旋桨的无刷电机。

5.根据权利要求1所述三角翼飞行器，其特征在于：所述两个垂直安定面（9）下端设有适应水面起降的浮筒（11）。

6.根据权利要求1所述三角翼飞行器，其特征在于：所述储能仓为重心可改变的可调节位置电池槽。