CN105292462B - 一种多轴飞行器 - Google Patents
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Abstract
一种多轴飞行器，属飞行器技术领域，包括机身、左复合机翼、右复合机翼、支架、前旋翼、后旋翼和起落架。机身内配有操控系统和机载设备。左复合机翼和右复合机翼结构相同，它们对称安装于机身的左右两侧。前旋翼和后旋翼结构相同，它们通过支架分别安装于机身的前后两端。起落架采用轮式结构或滑橇和轮式组合结构。左复合机翼和右复合机翼结构相同，它们对称安装于机身的左右两侧。左复合机翼和右复合机翼内各配有两排旋翼，所有旋翼都由电机驱动。左复合机翼的翼片包括能绕翼轴偏转的前部翼片和后部翼片。所述多轴飞行器起降场地不大，能垂直升降。产生的升力较大，安全稳定且机动灵活。
Description
技术领域
一种多轴飞行器，属飞行器技术领域，尤其涉及一种多轴飞行器。
背景技术
传统的多轴飞行器巡航时能耗大，稳定性和安全性较差，失去部分或全部动力时基本上无法自救。传统的飞机不能垂直升降和悬停。传统的直升机能耗大，效率低，安全性和稳定性也不高。
发明内容
本发明的目的是克服传统的多轴飞行器、飞机和直升机的上述不足，发明一种能垂直起降的高效安全的多轴飞行器。
一种多轴飞行器，包括机身、左复合机翼、右复合机翼、支架、前旋翼、后旋翼和起落架。机身内配有操控系统和机载设备。左复合机翼和右复合机翼结构相同，它们对称安装于机身的左右两侧。前旋翼和后旋翼结构相同，它们通过支架分别安装于机身的前后两端。前旋翼和后旋翼分别由电机独立驱动。前旋翼和后旋翼转向相反，转速方便调节。前旋翼和后旋翼主要起俯仰及升降飞行姿态控制作用。起落架采用轮式结构或滑橇和轮式组合结构。
左复合机翼的结构是：左复合机翼包括前部翼片、后部翼片、翼轴、前排旋翼和后排旋翼。前排旋翼和后排旋翼结构相同，它们前后对称布置于翼轴的下方。翼轴横向水平布置。前部翼片的后端与翼轴相连，前部翼片能绕翼轴上下偏转。后部翼片的前端与翼轴相连，后部翼片能绕翼轴上下偏转。相对水平面而言，前部翼片向上偏转的最大角度不超过30°，前部翼片向下偏转的最大角度不超过25°；后部翼片向上偏转的最大角度不超过30°，后部翼片向下偏转的最大角度不超过25°。前排旋翼包括两个、三个或四个相同的均匀分布的旋翼，每个旋翼由一个电机驱动，所有电机都安装在与机身和翼轴都相连的支架上。后排旋翼中的各旋翼的转向与前排旋翼中的旋翼转向相反。所有旋翼的旋转平面都处于同一水平面内。前排旋翼处于前部翼片的下方，后排旋翼处于后部翼片的下方。当前部翼片和后部翼片都向下偏转到最低位置时，前部翼片的前缘和后部翼片的后缘同高，前部翼片的前缘和后部翼片的后缘所在的水平面比前排旋翼中的旋翼旋转平面高20mm以上。前部翼片的弦长和后部翼片的弦长相等，后部翼片的弦长等于或稍大于后排旋翼中的旋翼的旋转半径。前部翼片的展长和后部翼片的展长相等，前部翼片的展长大于前排旋翼中的所有旋翼的直径之和。
该发明一种多轴飞行器的工作原理是：如将左复合机翼的后部翼片和右复合机翼的后部翼片都向下偏转到最低位置，将左复合机翼的前部翼片和右复合机翼的前部翼片都向上偏转到最高位置，且将起落架调整至轮式状态，起动所有的电机，分别驱动对应的旋翼旋转，所述飞行器可实现前进滑跑起飞；如将左复合机翼的后部翼片、右复合机翼的后部翼片、左复合机翼的前部翼片和右复合机翼的前部翼片都向上偏转到最高位置，所述飞行器可实现垂直起飞；如将左复合机翼的后部翼片和右复合机翼的后部翼片都向上偏转到最高位置，将左复合机翼的前部翼片和右复合机翼的前部翼片都向下偏转到最低位置，所述飞行器可实现后退飞行。调整左复合机翼的后部翼片、右复合机翼的后部翼片、左复合机翼的前部翼片和右复合机翼的前部翼片的偏转角度和方向可改变所述飞行器产生的空气动力的方向和大小，通过调整各旋翼的转速也可改变所述飞行器的空气动力的大小和方向。跟传统的飞机比较，本发明多轴飞行器要求的起降场地不大，且能垂直升降，能在空中悬停，还可以后飞。与传统的直升机和多轴飞行器比较，本发明多轴飞行器由于左复合机翼和右复合机翼的存在，所述飞行器产生的升力较大，如果失去动力也能滑翔较长的距离，可以争取更多的时间来维修设备或寻找安全着陆点，这样比较安全；由于左复合机翼和右复合机翼中所有旋翼都处于翼片的下方，前飞或后飞旋翼转动时会改善翼片上下表面的流场，增大下洗气流，延缓翼片的上表面的气流分离，提高效率，使升力系数大大增加，由于多个旋翼的存在，所述飞行器机动灵活。
附图说明
图1是本发明一种多轴飞行器的左视示意图，图2是图1的俯视示意图；图3是放大了的左复合机翼的左视示意图，图4是图3的俯视示意图。
图中，1-机身，2-左复合机翼，3-右复合机翼，4-支架，5-前旋翼，6-后旋翼，7-起落架；属于左复合机翼2的构件包括：21-前部翼片，22-后部翼片，23-翼轴，24-前排旋翼，25-后排旋翼。
具体实施方式
现结合附图对本发明加以具体说明：一种多轴飞行器，包括机身1、左复合机翼2、右复合机翼3、支架4、前旋翼5、后旋翼6和起落架7。机身1内配有操控系统和机载设备。左复合机翼2和右复合机翼3结构相同，它们对称安装于机身1的左右两侧。前旋翼5和后旋翼6结构相同，它们通过支架分别安装于机身1的前后两端。前旋翼5和后旋翼6分别由电机独立驱动。前旋翼5和后旋翼6转向相反，转速方便调节。前旋翼5和后旋翼6主要起俯仰及升降飞行姿态控制作用。起落架7采用轮式结构或滑橇和轮式组合结构。左复合机翼2的结构是：左复合机翼2包括前部翼片21、后部翼片22、翼轴23、前排旋翼24和后排旋翼25。前排旋翼24和后排旋翼25结构相同，它们前后对称布置于翼轴23的下方。翼轴23横向水平布置。前部翼片21的后端与翼轴23相连，前部翼片21能绕翼轴23上下偏转。后部翼片22的前端与翼轴23相连，后部翼片22能绕翼轴23上下偏转。相对水平面而言，前部翼片21向上偏转的最大角度为18°，前部翼片21向下偏转的最大角度为18°；后部翼片22向上偏转的最大角度为18°，后部翼片22向下偏转的最大角度为18°。前排旋翼24包括三个相同的均匀分布的旋翼，每个旋翼由一个电机驱动，所有电机都安装在与机身1和翼轴23都相连的支架4上。前排旋翼24中的所有旋翼的转向相同，后排旋翼25中的各旋翼的转向与前排旋翼24中的旋翼转向相反。所有旋翼的旋转平面都处于同一水平面内。前排旋翼24处于前部翼片21的下方，后排旋翼25处于后部翼片22的下方。当前部翼片21和后部翼片22都向下偏转到最低位置时，前部翼片21的前缘和后部翼片22的后缘同高，前部翼片21的前缘和后部翼片22的后缘所在的水平面比前排旋翼24中的旋翼旋转平面高25mm。前部翼片21的弦长和后部翼片22的弦长相等，后部翼片22的弦长稍大于后排旋翼25中的旋翼的旋转半径。前部翼片21的展长和后部翼片22的展长相等，前部翼片21的展长大于前排旋翼24中的所有旋翼的直径之和。
本发明多轴飞行器是这样产生有益效果的：如将左复合机翼2的后部翼片22和右复合机翼3的后部翼片都向下偏转到最低位置，将左复合机翼2的前部翼片21和右复合机翼3的前部翼片都向上偏转到最高位置，且将起落架7调整至轮式状态，起动所有的电机，分别驱动对应的旋翼旋转，所述飞行器可实现前进滑跑起飞；如将左复合机翼2的后部翼片22、右复合机翼3的后部翼片、左复合机翼2的前部翼片21和右复合机翼3的前部翼片都向上偏转到最高位置，所述飞行器可实现垂直起飞；如将左复合机翼2的后部翼片22和右复合机翼3的后部翼片都向上偏转到最高位置，将左复合机翼2的前部翼片21和右复合机翼3的前部翼片都向下偏转到最低位置，所述飞行器可实现后退飞行。调整左复合机翼2的后部翼片22、右复合机翼3的后部翼片、左复合机翼2的前部翼片21和右复合机翼3的前部翼片的偏转角度和方向可改变所述飞行器产生的空气动力的方向和大小，通过调整各旋翼的转速也可改变所述飞行器的空气动力的大小和方向。跟传统的飞机比较，本发明多轴飞行器要求的起降场地不大，且能垂直升降，能在空中悬停，还可以后飞。与传统的直升机和多轴飞行器比较，本发明多轴飞行器由于左复合机翼2和右复合机翼3的存在，所述飞行器产生的升力较大，如果失去动力也能滑翔较长的距离，可以争取更多的时间来维修设备或寻找安全着陆点，这样比较安全；由于左复合机翼2和右复合机翼3中所有的旋翼都处于翼片的下方，前飞或后飞旋翼转动时会改善翼片上下表面的流场，增大下洗气流，延缓翼片的上表面的气流分离，提高效率，使升力系数大大增加，由于多个旋翼的存在，所述飞行器机动灵活。
Claims (4)
1.一种多轴飞行器，其特征在于：包括机身（1）、左复合机翼（2）、右复合机翼（3）、支架（4）、前旋翼（5）、后旋翼（6）和起落架（7）；机身（1）内配有操控系统和机载设备；左复合机翼（2）和右复合机翼（3）结构相同，它们对称安装于机身（1）的左右两侧；前旋翼（5）和后旋翼（6）结构相同，它们通过支架分别安装于机身（1）的前后两端；前旋翼（5）和后旋翼（6）分别由电机独立驱动；前旋翼（5）和后旋翼（6）转向相反，转速方便调节；起落架（7）采用轮式结构或滑橇和轮式组合结构；左复合机翼（2）的结构是：左复合机翼（2）包括前部翼片（21）、后部翼片（22）、翼轴（23）、前排旋翼（24）和后排旋翼（25）；前排旋翼（24）和后排旋翼（25）结构相同，它们前后对称布置于翼轴（23）的下方；翼轴（23）横向水平布置；前部翼片（21）的后端与翼轴（23）相连，前部翼片（21）能绕翼轴（23）上下偏转；后部翼片（22）的前端与翼轴（23）相连，后部翼片（22）能绕翼轴（23）上下偏转；前排旋翼（24）包括两个、三个或四个相同的均匀分布的旋翼，每个旋翼由一个电机驱动，所有电机都安装在与机身（1）和翼轴（23）都相连的支架（4）上；前排旋翼（24）中的所有旋翼的转向相同，后排旋翼（25）中的各旋翼的转向与前排旋翼（24）中的旋翼转向相反；所有旋翼的旋转平面都处于同一水平面内；前排旋翼（24）处于前部翼片（21）的下方，后排旋翼（25）处于后部翼片（22）的下方；当前部翼片（21）和后部翼片（22）都向下偏转到最低位置时，前部翼片（21）的前缘和后部翼片（22）的后缘同高，前部翼片（21）的前缘所在的水平面比前排旋翼（24）中的旋翼旋转平面高；前部翼片（21）的弦长和后部翼片（22）的弦长相等，后部翼片（22）的弦长等于或稍大于后排旋翼（25）中的旋翼的旋转半径；前部翼片（21）的展长和后部翼片（22）的展长相等，前部翼片（21）的展长大于前排旋翼（24）中的所有旋翼的直径之和。
2.根据权利要求1所述的一种多轴飞行器，其特征在于：相对水平面而言，前部翼片（21）向上偏转的最大角度不超过30°，前部翼片（21）向下偏转的最大角度不超过25°；后部翼片（22）向上偏转的最大角度不超过30°，后部翼片（22）向下偏转的最大角度不超过25°。
3.根据权利要求2所述的一种多轴飞行器，其特征在于：相对水平面而言，前部翼片（21）向上偏转的最大角度为18°，前部翼片（21）向下偏转的最大角度为18°；后部翼片（22）向上偏转的最大角度为18°，后部翼片（22）向下偏转的最大角度为18°。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种多轴飞行器，其特征在于：前部翼片（21）的前缘和后部翼片（22）的后缘所在的水平面比前排旋翼（24）中的旋翼旋转平面高20mm以上。
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