CN104608916A - 前拉后推式多功能固定翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前拉后推式多功能固定翼无人机，包括无人机机身、设置在机身上的翼台、机翼和设置在机身后部的降落伞伞舱、尾翼，其特征是：尾翼为H型内八字尾翼，机翼设置在位于机身前上方的翼台上，在翼台前端和后端分别一正一反的设置有前拉式螺旋桨发动机和后推式螺旋桨发动机。本发明在长航时能够抵抗螺旋桨发动机反作用扭力的、与飞机飞行中轴航线保持一致的、无偏向发动机安装角度的、既能拍摄视频画像又能正射航拍、受悬偏影响较小，整机结构简单、成本低，实现多用途飞行。

Description

前拉后推式多功能固定翼无人机

技术领域

本发明涉及固定翼无人机，具体是一种前拉后推式多功能固定翼无人机。

背景技术

现有的固定翼无人机采用单台前拉式或单台后推式的螺旋桨发动机，螺旋桨发动机工作时会产生一个与螺旋桨转动方向相反的强大反作用。为了抵消这个反作用，在安装时通常会把发动机的轴线向左或向右偏斜2-3°左右，即通常的拉力线调整，该方法调整难度大，精度低，极易造成发动机工作时因功率大小而产生的拉力（推力）线不准的偏航现象，而且在采集地理信息时还会造成旋偏角过大等问题，影响照片的拼接质量。采用前拉式螺旋桨发动机在野外作业时还容易损坏螺旋桨和发动机，而后推式的螺旋桨发动机则会影响伞舱开伞，容易和伞绳缠在一起。上述因素都导致了单台螺旋桨发动机使用的局限性，使其重复使用率不高，灵活性降低，使用成本较高，不利于野外高强度大面积的作业需求。

发明内容

本发明的目的是为克服上述不足，而提供一种在长航时能够抵抗螺旋桨发动机反作用扭力的、与飞机飞行中轴航线保持一致的、无偏向发动机安装角度的、既能拍摄视频画像又能正射航拍、受悬偏影响较小的前拉后推式多功能固定翼无人机。

实现本发明目的的技术方案是：

一种前拉后推式多功能固定翼无人机，包括无人机机身、设置在机身上的翼台、机翼和设置在机身后部的降落伞伞舱、尾翼，与现有技术不同的是：尾翼为H型内八字尾翼，机翼设置在位于机身前上方的翼台上，在翼台前端和后端分别一正一反的设置有前拉式螺旋桨发动机和后推式螺旋桨发动机。

在机翼的翼尖处设有翼尖小翼。

机翼后缘内侧设有襟翼，外侧设有副翼。

所述机翼为梯形机翼，位于机身前段上方。

本发明的有益效果在于：

1、在翼台中轴线上前后安装双螺旋桨发动机，前置螺旋桨发动机正转，后置螺旋桨发动机反转。一正一反相互抵消了各自的反作用力矩，使飞机得以平稳航行，不需要过多反复修正副翼方向舵来控制航向，使飞行航线更直，旋偏角更小，拍摄图像质量更高，航线的旁向纵向叠片率下降，提高了作业效率。双发动机工作安全性提高，在空中即使一台发动机意外熄火，另一台发动机可以维持飞机返航，在人口密集区尤其重要。

2、由于机翼和发动机安装在机身上，机舱内设备舱宽阔，使该机可以拍摄视频图像，也可以拍摄正射照片，起飞方式可以采用弹射式滑跑起飞，滑翔降落或开伞降落，实用方便，整机结构简单、成本低，实现多用途飞行。

附图说明

图1为本发明无人机的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为本发明无人机的工作原理图；

图5为本发明无人机的工作原理图；

图6为本发明无人机的工作原理图；

图7为本发明无人机的工作原理图。

图中：1.机身  2.机翼  3.水平尾翼  4.垂直尾翼  5.前置发动机  6.后置发动机  7.襟翼  8.多功能摄像机  9.航电设备  10.油箱  11.伞舱  12.主起落架  13.前起落架  14.翼尖小翼  15.副翼  16.弹射钩。

具体实施方式

参照图1-3，本发明一种前拉后推式多功能固定翼无人机，由机身1、机翼2、水平尾翼3、垂直尾翼4、前拉式螺旋桨发动机5、后推式螺旋桨发动机6、襟翼7、多功能摄像机8、航电设备9、油箱10、伞舱11、主起落架12、前起落架13、翼尖小翼14、副翼15和弹射钩16组成。机翼2为梯形机翼，由水平尾翼3和双垂直尾翼4构成的H型内八字的尾翼位于机身1后部，机翼2位于机身1前上方的翼台上，翼台前缘设有前拉式螺旋桨发动机5，后缘设有后推式螺旋桨发动机6，前拉式螺旋桨发动机5和后推式螺旋桨发动机6一正一反对应设置在翼台中轴线上，机翼2的翼尖安装有翼稍小翼，在该H型内八字的垂直尾翼4的机身前方安装有降落伞伞舱11，随时可以运用开伞功能降伞或紧急迫降开伞。机翼2后缘内侧设有襟翼7，外侧设有副翼15。

由于在机翼2翼台的前端安装有一台前拉式螺旋桨发动机5，高速工作时产生一个螺旋前进的驱动运动方式，带动飞机前行，同时也产生一个反作用的力矩。为了抵消这个反作用力矩，在机翼2翼台后缘安装一台后推式螺旋桨发动机6，当后推式螺旋桨发动机6与前拉式螺旋桨发动机5工作力矩转速一致时，产生一个向前驱动的螺旋作用力，这样前拉式螺旋桨发动机5向左转动产生的向左旋转的高速流体气流与后推式螺旋桨发动机6向右转动产生的向右旋转的高速流动气流相互抵消，扭力抵消一正一反螺旋桨产生高速向后的稳定紊流气流，飞机得以驱动产生稳定作用在机身1的机翼2的升力气流，如图4所示。

其整机采用常规气动布局，H型内八字尾翼位于机身1后段，高安稳双垂尾布局有利于发动机向后流动更流畅。监控设备舱、照相舱、电子舱位于机翼2前段的机舱上，舱体空积宽大，载荷安装方便。梯形机翼3位于机身2前段上方，机翼2翼台上方的前、后缘各安装前拉式螺旋桨发动机5和后推式螺旋桨发动机6，机翼2翼尖处安装有翼尖小翼14，机翼2后缘外侧安装有副翼15，在空中飞行时机翼2两侧的副翼舵面一边向上一边向下，差动转动时，空气流过机翼2产生差动压力，舵面向下升力大，舵面向上升力减小，使飞机向一边侧滑，为飞机提供滚动控制力矩，如图5所示。

从机尾方向看H型尾翼时，当两个内八字形垂直尾翼4向一边偏转时，由于受流体力学的作用，产生压力差，机头向压力大的一边转动，为飞机空中飞行提供转向航行。如图6所示，同理，水平尾翼3在空气动力的流动下，偏向舵面产生压力差，压力大的舵面产生力矩，使飞机抬头或低头，控制飞机的俯仰运动。机翼2内侧安装有襟翼7，下偏时气流流过机翼时速度变慢，产生更大的气动压力，为飞机提供额外的升力，飞机速度也减慢，适合野外简陋的场地起飞降落，如图7所示。

由于是该机常规布局，气动性能较好，可采用主起落架12和前起落架13的前三点轮式滑跑起飞，机身1底部安装有弹射钩16，在野外采用弹射起飞。降落回收方式可采用滑翔放襟翼对跑道的传统降落方式，也可采用机身1背后伞舱11开伞的伞降方式，适用性强。

当本发明需要作航拍任务时，在机身中部设置多功能摄像机8和航电设备9，如：照相器材或云台摄像器材，完成对地正射的拍摄任务。

该机前面无发动机遮挡，视野广阔，为前置多轴云台的拍摄相机提供稳定的远离发动机震动的平台，为监控采集地理信息提供了一个快捷多用途理想飞行平台。

Claims (4)

1.一种前拉后推式多功能固定翼无人机，包括无人机机身、设置在机身上的翼台、机翼和设置在机身后部的降落伞伞舱、尾翼，其特征是：尾翼为H型内八字尾翼，机翼设置在位于机身前上方的翼台上，在翼台前端和后端分别一正一反的设置有前拉式螺旋桨发动机和后推式螺旋桨发动机。

2.根据权利要求1所述的前位后推式多功能固定翼无人机，其特征是：在机翼的翼尖处设有翼尖小翼。

3.根据权利要求1所述的前位后推式多功能固定翼无人机，其特征是：机翼后缘内侧设有襟翼，外侧设有副翼。

4.根据权利要求1所述的前位后推式多功能固定翼无人机，其特征是：所述机翼为梯形机翼。