CN105000180B - 飞行器气动布局装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行器气动布局装置，涉及飞行器设计领域。该飞行器气动布局装置，包括：外层涵道结构、内层动力结构及舵面。所述外层涵道结构包括涵道和用于控制舵面运动的控制舵机，所述控制舵机设置于所述涵道的外壁上。所述内层动力结构包括用于盛放电调、飞控系统及传感器的电气筒、用于提供主动力的螺旋桨、用于驱动螺旋桨旋转的电机，所述电气筒、螺旋桨及电机在涵道高度方向从上至下依次连接。用于调节飞行器方向的舵面与所述控制舵机通过连杆连接，所述内层动力结构通过连接结构与所述外层涵道结构的内壁固定，所述舵面位于所述涵道的底部。解决现有飞行器重量较重影响其续航时间的问题。

Description

飞行器气动布局装置

技术领域

本发明涉及飞行器设计领域，具体而言，涉及一种飞行器气动布局装置。

背景技术

飞行器的重量是飞行器气动布局中关键的考虑因素，可以显著影响其续航能力。目前市面上存在很多采用涵道加螺旋桨这一气动布局的飞行器，由于飞行器产生气动力不足以抵消反扭矩，所以市面上的飞行器采用止旋舵面来克服上述问题。然而，止旋舵面结构冗余、重量较高，不利于飞行器的长时间续航，大大影响了飞行器的性能。如何降低飞行器质量提高飞行器的续航能力对本领域技术人员而言是一个急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种飞行器气动布局装置，以改善现有技术中飞行器续航能力不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种飞行器气动布局装置，包括：外层涵道结构、内层动力结构及舵面。所述外层涵道结构包括涵道和用于控制舵面运动的控制舵机，所述控制舵机设置于所述涵道的外壁上。所述内层动力结构包括用于盛放电调、飞控系统及传感器的电气筒、用于提供主动力的螺旋桨、用于驱动螺旋桨旋转的电机，所述电气筒、螺旋桨及电机在涵道高度方向从上至下依次连接。用于调节飞行器方向的舵面与所述控制舵机通过连杆连接，所述内层动力结构通过连接结构与所述外层涵道结构的内壁固定，所述舵面位于所述涵道的底部。

进一步地，上述飞行器气动布局装置还包括：用于支持所述涵道的起落架，所述起落架一端固定于所述涵道的外壁上另一端延伸至所述涵道的下方，将所述涵道支撑使所述涵道脱离地面。在所述涵道外壁上设置起落架，在飞行器降落时，起落架先与地面接触可防止降落过程中飞行器其它部件因与地面直接接触而遭到损坏。

进一步地，上述飞行器气动布局装置包括至少三个起落架，所述起落架为L型且等间距固定于所述涵道的外壁上。采用至少三个起落架并且使其等间距固定于所述涵道的外壁上保证飞行器能稳定降落。同时起落架采用L型，在降落时L型起落架与地面接触时会发生弹性形变，能有效的较小降落时的冲击力使飞行器平稳着陆。

进一步地，上述飞行器气动布局装置中所述的控制舵机为四个，所述控制舵机等间距固定于所述涵道的外壁上。将所述控制舵机等间距固定于所述涵道外壁上可以保证所述飞行器气动布局装置的整体平衡性。

进一步地，上述飞行器气动布局装置中所述的舵面为四个，每个所述舵面包括三个平行且带有翼型的翼，所述三个翼由连接件相连，所述连接件连接于所述三个翼的窄边侧面上，所述控制舵机通过连杆作用于所述连接件驱动所述舵面运动。所述控制舵机通过控制舵面控制飞行器的运动方向，同时通过控制舵面还可以用来抵消所述螺旋桨旋转产生的反扭矩，保障飞行器飞行安全。

进一步地，上述飞行器气动布局装置中所述控制舵机沿安装外层涵道的外壁方向前后偏转15度，所述舵面在所述控制舵机的控制下相对其平衡位置处左右偏转15度。所述控制舵机通过连杆控制所述舵面的往复运动，从而达到控制飞行器运动方向和抵消所述螺旋桨旋转产生的反扭矩的作用。

进一步地，在上述飞行器气动布局装置中所述内层动力结构通过连接结构与所述外层涵道结构的内壁固定具体是所述内层动力结构中的电气筒通过肋片与所述外层涵道结构的内壁固定，所述肋片与所述外层涵道结构的内壁固定位置距所述涵道顶部距离为所述涵道高度的三分之一。所述内层动力结构与所述外层涵道结构仅通过肋片连接，可有效降低所述飞行器气动布局装置的质量，同时在距所述涵道顶部距离为所述涵道高度的三分之一的关键位置处进行连接提高了所述飞行器气动布局装置的整体结构强度。

进一步地，在上述飞行器气动布局装置中所述涵道采用碳纤维薄壳制成。所述涵道由碳纤维薄壳制成不经坚固而且重量小，从总体上降低所述飞行器气动布局装置的重量。保障飞行器有较长的续航时间。

进一步地，在上述飞行器气动布局装置中所述电气筒、电机及螺旋桨采用螺栓依次连接。内层动力结构部件通过螺栓依次连接，可在其中某部件出现故障时进行拆卸替换相应的部件，而不需要将整个内层动力结构全部替换，如此可降低所述飞行器气动布局装置内层动力结构出现故障时的维修成本。

相对现有技术而言，本发明提供一种飞行器气动布局装置，包括：外层涵道结构、内层动力结构及舵面。所述外层涵道结构包括涵道和用于控制舵面运动的控制舵机，所述控制舵机设置于所述涵道的外壁上。所述内层动力结构包括用于盛放电调、飞控系统及传感器的电气筒、用于提供主动力的螺旋桨、用于驱动螺旋桨旋转的电机，所述电气筒、螺旋桨及电机在涵道高度方向从上至下依次连接。用于调节飞行器方向的舵面与所述控制舵机通过连杆连接，所述内层动力结构通过连接结构与所述外层涵道结构的内壁固定，所述舵面位于所述涵道的底部。该飞行器气动布局装置通过所述控制舵机控制所述舵面运动抵消所述螺旋桨的反扭矩，而不再需要结构冗余、重量较高止旋舵面，有效的控制所述飞行器气动布局装置重量，提高了其续航时间。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供飞行器气动布局装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供飞行器气动布局装置的俯视图；

图3为飞行器气动布局装置的舵面的立体结构示意图；

图4为本发明实施例提供飞行器气动布局装置的主视图；

图5为图4中A-A面的截面图。

其中，附图标记汇总如下：

飞行器气动布局装置100；舵面110；翼112；连接件114；窄边侧面116；宽边侧面118；涵道120；控制舵机130；电气筒140；起落架150；连接结构160。

具体实施方式

在飞行器设计过程中如何有效提高飞行器的续航能力，对本领域技术人员而言是一个急需解决的技术问题。

有鉴于此，本发明提供一种飞行器气动布局装置，包括：外层涵道结构、内层动力结构及舵面。所述外层涵道结构包括涵道和用于控制舵面运动的控制舵机，所述控制舵机设置于所述涵道的外壁上。所述内层动力结构包括用于盛放电调、飞控系统及传感器的电气筒、用于提供主动力的螺旋桨、用于驱动螺旋桨旋转的电机，所述电气筒、螺旋桨及电机在涵道高度方向从上至下依次连接。用于调节飞行器方向的舵面与所述控制舵机通过连杆连接，所述内层动力结构通过连接结构与所述外层涵道结构的内壁固定，所述舵面位于所述涵道的底部。上述飞行器气动布局装置因采用舵面控制替代重量较大的止旋舵面，有效控制整体质量，提高飞行器的续航能力。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参照图1为本发明实施例提供飞行器气动布局装置的结构示意图，于本实施例中，飞行器气动布局装置100可以包括：外层涵道结构、内层动力结构及舵面110。所述外层涵道结构包括涵道120和用于控制舵面110运动的控制舵机130，所述控制舵机130设置于所述涵道120的外壁上。所述内层动力结构包括用于盛放电调、飞控系统及传感器的电气筒140、用于提供主动力的螺旋桨、用于驱动螺旋桨旋转的电机，所述电气筒140、螺旋桨及电机在涵道120高度方向从上至下依次连接。用于调节飞行器方向的舵面110与所述控制舵机130通过连杆连接，所述内层动力结构通过连接结构160与所述外层涵道结构的内壁固定，所述舵面110位于所述涵道120的底部。为了减小飞行器气动布局装置100的重量，所述涵道120优选由碳纤维薄壳制成。

在上述飞行器气动布局装置100中所述的电调指的是航模电调，是航空模型用电子调速器的简称，英文名Air-modeling ESC。所述的飞控系统是指飞行控制系统，主要的功能就是自动保持飞机的正常飞行姿态。

该飞行器气动布局装置100通过所述控制舵机130控制所述舵面110运动抵消所述螺旋桨的反扭矩，替代结构冗余、重量较高止旋舵面，有效的控制所述飞行器气动布局装置100重量，从而可以提高采用该飞行器气动布局装置100的飞行器的续航时间。

在本发明提供的具体实施方式中，参照图1，优选地，所述飞行器气动布局装置100还包括：用于支持所述涵道120的起落架150，所述起落架150一端固定于所述涵道120的外壁上另一端延伸至所述涵道120的下方，将所述涵道120支撑使所述涵道120脱离地面。

在所述涵道120外壁上设置起落架150，在飞行器降落时，起落架150先与地面接触可防止降落过程中飞行器其它部件因与地面直接接触而遭到损坏。保证飞行器能够正常的降落。

在本发明提供的具体实施例中，所述飞行器气动布局装置100包括至少三个起落架150，所述起落架150为L型且等间距固定于所述涵道120的外壁上。参照图2，优选地，所述飞行器气动布局装置包括4个L型的起落架。

采用至少三个起落架150并且使其等间距固定于所述涵道120的外壁上保证飞行器能稳定降落。同时起落架150采用L型，在降落时L型起落架150与地面接触时会发生弹性形变，能有效的较小降落时的冲击力使飞行器平稳着陆。保证飞行器在降落过程中不会因为硬接触而遭受损坏。

在本发明提供的具体实施例中，优选地，所述飞行器气动布局装置100中所述的控制舵机130为四个，所述控制舵机130等间距固定于所述涵道120的外壁上。

将所述控制舵机130等间距固定于所述涵道120外壁上可以保证所述飞行器气动布局装置100的整体平衡性。

在本发明提供的具体实施例中，参照图3，所述飞行器气动布局装置100中所述的舵面110为四个，每个所述舵面110包括三个平行且带有翼型的翼112。所述的翼112包括两个宽边侧面118和两个窄边侧面116，所述窄边侧面116为水滴形，所述宽边侧面118类似于一矩形，所述宽边侧面118在所述控制舵机130控制所述舵面110运动时用于产生气动力，所述三个翼112由连接件114相连，所述连接件114连接于所述三个翼112的窄边侧面116上，所述连接件114连接所述窄边侧面116的位置靠近所述窄边侧面116水滴形的底部。所述控制舵机130通过连杆作用于所述连接件114驱动所述舵面110运动。

所述四个控制舵机130分别独立控制，根据螺旋桨的转速，四个控制舵机可以分别控制对应的舵面110运动产生扭矩抵消所述螺旋桨旋转产生的反扭矩，同时在此基础上所述控制舵机130还通过控制舵面110控制飞行器的运动方向。所述控制舵机130通过控制对应舵面110的运动不仅可以有效的抵消螺旋桨旋转产生的反扭矩，还能控制飞行器运动方向，保证飞行器飞行过程安全。

优选地，所述连接件114为碳板。采用质量轻强度大的碳板不仅可提高舵面110的结构的稳定性，还可以减小整个装置的重量。

在本发明提供的具体实施例中参照图4及图5，所述飞行器气动布局装置100中所述控制舵机130沿安装外层涵道的外壁方向前后偏转15度，所述舵面110在所述控制舵机130的控制下相对其平衡位置处左右偏转15度。所述控制舵机130固定于涵道外壁的凹槽内，所述控制舵机130可在所述外壁凹槽内沿所述外层涵道的外壁方向前后偏转15度。所述舵面的平衡位置是指连接件114与窄边侧面116相互垂直的位置。

所述控制舵机130通过连杆控制所述舵面110的往复运动，从而达到控制飞行器运动方向和抵消所述螺旋桨旋转产生的反扭矩的作用。

在本发明提供的具体实施例中，参照图1，所述飞行器气动布局装置100中所述内层动力结构通过连接结构160与所述外层涵道结构的内壁固定具体是所述内层动力结构中的电气筒140通过肋片与所述外层涵道结构的内壁固定，所述肋片与所述外层涵道结构的内壁固定位置距所述涵道120顶部距离为所述涵道120高度的三分之一。优选地，上述肋片为高强度轻质肋片。

所述内层动力结构与所述外层涵道结构仅通过肋片连接，可有效降低所述飞行器气动布局装置100的重量，同时在距所述涵道120顶部距离为所述涵道120高度的三分之一的关键位置处进行连接提高了所述飞行器气动布局装置100的整体结构强度。

在本发明提供的具体实施例中，所述飞行器气动布局装置100中所述电气筒140、电机及螺旋桨采用螺栓依次连接。

内层动力结构部件通过螺栓依次连接，可在其中某部件出现故障时进行拆卸替换相应的部件，而不需要将整个内层动力结构全部替换，如此可降低所述飞行器气动布局装置100内层动力结构出现故障时的维修成本。

综上所述，本发明提供的飞行器气动布局装置通过所述控制舵机控制所述舵面运动抵消所述螺旋桨的反扭矩，而不再需要结构冗余、重量较高止旋舵面，有效的控制所述飞行器气动布局装置重量，提高了其续航时间。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (9)

1.一种飞行器气动布局装置，其特征在于，包括：外层涵道结构、内层动力结构及舵面，所述外层涵道结构包括涵道和用于控制舵面运动的控制舵机，所述控制舵机设置于所述涵道的外壁上，所述内层动力结构包括用于盛放电调、飞控系统及传感器的电气筒、用于提供主动力的螺旋桨、用于驱动螺旋桨旋转的电机，所述电气筒、螺旋桨及电机在涵道高度方向从上至下依次连接，用于调节飞行器方向的舵面与所述控制舵机通过连杆连接，所述内层动力结构通过连接结构与所述外层涵道结构的内壁固定，所述舵面位于所述涵道的底部，所述控制舵机通过连杆驱动所述舵面运动以抵消所述螺旋桨旋转产生的反扭矩；

所述内层动力结构通过连接结构与所述外层涵道结构的内壁固定具体是所述内层动力结构中的电气筒通过肋片与所述外层涵道结构的内壁固定，所述肋片与所述外层涵道结构的内壁固定位置距所述涵道顶部距离为所述涵道高度的三分之一。

2.如权利要求1所述飞行器气动布局装置，其特征在于，还包括：用于支持所述涵道的起落架，所述起落架一端固定于所述涵道的外壁上另一端延伸至所述涵道的下方，将所述涵道支撑使所述涵道脱离地面。

3.如权利要求2所述飞行器气动布局装置，其特征在于：所述飞行器气动布局装置包括至少三个起落架，所述起落架为L型且等间距固定于所述涵道的外壁上。

4.如权利要求1所述飞行器气动布局装置，其特征在于：所述控制舵机为四个，所述控制舵机等间距固定于所述涵道的外壁上。

5.如权利要求4所述飞行器气动布局装置，其特征在于：所述舵面为四个，每个所述舵面包括三个平行且带有翼型的翼，所述三个翼由连接件相连，所述连接件连接于所述三个翼的窄边侧面上，所述控制舵机通过连杆作用于所述连接件驱动所述舵面运动。

6.如权利要求5所述飞行器气动布局装置，其特征在于：所述控制舵机沿安装外层涵道的外壁方向前后偏转15度，所述舵面在所述控制舵机的控制下相对其平衡位置处左右偏转15度。

7.如权利要求1所述飞行器气动布局装置，其特征在于：所述涵道采用碳纤维薄壳制成。

8.如权利要求4所述飞行器气动布局装置，其特征在于：所述连接件为碳板。

9.如权利要求1所述飞行器气动布局装置，其特征在于：所述电气筒、电机及螺旋桨采用螺栓依次连接。