CN106986015A - 一种采用模块化动力的倾转翼垂直起降无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无人机领域，提供了一种采用模块化动力的倾转翼垂直起降无人机，包括主翼倾转系统、水平尾翼倾转系统、垂直尾翼；主翼倾转系统包括主翼和第一螺旋桨动力模块，水平尾翼倾转系统包括水平尾翼和第二螺旋桨动力模块；主翼、水平尾翼采用后掠翼设计；第一、第二螺旋桨动力模块分别外挂在主翼、水平尾翼上；每个主翼对应一个或多个第一螺旋桨动力模块；每个水平尾翼对应一个第二螺旋桨动力模块；第二螺旋桨动力模块可折叠。本发明的有益效果：螺旋桨动力采用模块化设计，主翼可挂载2~10个螺旋桨动力模块，可形成起飞重量系列化的无人机；垂直起降，大展弦比固定翼布局，续航能力强；主翼和尾翼为后掠翼设计，可避免失速，飞行平稳。

Description

一种采用模块化动力的倾转翼垂直起降无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种采用模块化动力的倾转翼垂直起降无人机。
背景技术
传统无人机设计都是先给定起飞重量，并据此设计动力系统、传动系统、机翼布局，特别是倾转旋翼垂直起降无人机，当改变起飞重量时，动力系统必须重新设计。
图1是某型倾转翼无人机的传动机构，由发动机、离合器，减速皮带，前换向器，后换向器和四个垂直换向器等组成，机构十分复杂。
因此，采用模块化的动力系统，是小型倾转旋翼垂直起降无人机的必然趋势。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种采用模块化动力的倾转翼垂直起降无人机，螺旋桨动力采用模块化设计，主翼可挂载2~10个螺旋桨动力模块，因此可形成起飞重量系列化的无人机产品。
本发明采用模块化动力的倾转翼垂直起降无人机，主要解决以下问题：
1、选择适合的固定翼总体气动布局，适合模块化设计。可通过模块化增加动力装置的扩展方式，增加飞行器的升力，提高起飞重量；
2、选择适合的机翼，适合垂直起降过程复杂的空气流动形态。垂直起降无人机在高速平飞和垂直降落、起飞的转换过程中，机翼和螺旋桨气流存在耦合，且速度范围变化大，需要合理的机翼结构降低气流分离，避免失速；
3、选择适合的前后升力比例，实现姿态稳定控制。通过多个模块化动力实现悬停。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种采用模块化动力的倾转翼垂直起降无人机，包括主翼倾转系统、水平尾翼倾转系统、垂直尾翼；
所述主翼倾转系统包括主翼和第一螺旋桨动力模块，所述水平尾翼倾转系统包括水平尾翼和第二螺旋桨动力模块；所述主翼、水平尾翼均采用后掠翼设计；所述第一螺旋桨动力模块、第二螺旋桨动力模块分别外挂在所述主翼、水平尾翼上；
所述主翼、水平尾翼均为2个，每个所述主翼对应一个或多个所述第一螺旋桨动力模块；每个所述水平尾翼对应一个所述第二螺旋桨动力模块；所述第二螺旋桨动力模块为可折叠设计。
进一步的，所述主翼的后掠角为10-45°，所述水平尾翼的后掠角为45°。
进一步的，所述第一螺旋桨动力模块为1-5个。
进一步的，所述主翼、水平尾翼之间通过内部同步机构联动，实现同步倾转。
进一步的，所述第一、第二螺旋桨动力模块均采用独立的电动机吊舱与机翼连接，所述电动机吊舱通过螺栓固定在机翼翼梁上。
进一步的，机翼的展弦比大于等于10。
本发明的有益效果为：
1、可以实现垂直起降，减小了对起降场地的要求；同时采用大展弦比常规固定翼布局，可获得较长的续航时间；
2、主翼和尾翼都为后掠翼设计，在机翼倾角改变阶段可避免失速，转为固定翼后气动中心后移，使飞机飞行平稳；
3、螺旋桨动力采用模块化设计，主翼可挂载2~10个螺旋桨动力模块，因此可形成起飞重量系列化的无人机产品。
附图说明
图1所示为现有技术无人机动力传输系统图。
图2所示为本发明实施例一种采用模块化动力的倾转翼垂直起降无人机的起飞初始状态示意图。
图3所示为倾转翼结构示意图。
图4所示为本发明实施例飞行状态示意图（每个主翼采用1个模块化的螺旋桨单元）。
图5所示为本发明实施例飞行状态示意图（每个主翼采用2个模块化的螺旋桨单元）。
图6所示为本发明实施例飞行状态示意图（每个主翼采用3个模块化的螺旋桨单元）。
图7所示为本发明实施例飞行状态示意图（每个主翼采用4个模块化的螺旋桨单元）。
图8所示为本发明实施例飞行状态示意图（每个主翼采用5个模块化的螺旋桨单元）。
图9所示为螺旋桨折叠状态示意图。
其中：1-机身、2-主翼、3-水平尾翼、4-垂直尾翼、51-第一螺旋桨动力模块、52-第二螺旋桨动力模块、6-主翼倾转轴、7-水平尾翼倾转轴。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
本发明实施例的总体布局采用高置机翼，后置尾翼的常规布局总体方案，机翼、尾翼分别布置多个模块化螺旋桨动力，可提供向上的升力和向前的推力，桨叶为可折叠设计，在平方式外挂在主翼和尾翼上，可实现模块化的配置。
如图2-8所示，一种采用模块化动力的倾转翼垂直起降无人机，包括主翼倾转系统、水平尾翼倾转系统、垂直尾翼4；
所述主翼倾转系统包括主翼2和第一螺旋桨动力模块51，所述水平尾翼倾转系统包括水平尾翼3和第二螺旋桨动力模块52；所述主翼2、水平尾翼3均采用后掠翼设计；所述第一螺旋桨动力模块51、第二螺旋桨动力模块52分别外挂在所述主翼2、水平尾翼3上；
所述主翼2、水平尾翼3均为2个，每个所述主翼2对应一个或多个所述第一螺旋桨动力模块51；每个所述水平尾翼3对应一个所述第二螺旋桨动力模块52；所述第二螺旋桨动力模块52为可折叠设计。
优选的，所述主翼2的后掠角为10-45°，所述水平尾翼3的后掠角为45°。
所述第一螺旋桨动力模块51根据实际需要可以选择，范围为1-5个。
所述主翼2、水平尾翼3之间通过内部同步机构联动，实现同步倾转，共同改变倾转角度。
所述第一、第二螺旋桨动力模块51、52可采用多种方式与机翼连接，比如可采用独立的电动机吊舱与机翼连接，所述电动机吊舱通过螺栓固定在机翼翼梁上。该连接方式不作为本申请的限制。
无人机采用大展弦比，机翼的展弦比达到10以上。
图2为采用3个第一螺旋桨动力模块51、1个第二螺旋桨动力模块52时，本发明实施例无人机起飞初始状态示意图。
图4-8分别为采用1-5个第一螺旋桨动力模块51、1个第二螺旋桨动力模块52时，本发明实施例无人机飞行状态示意图，在正常飞行状态下，第二螺旋桨动力模块52的螺旋桨处于折叠状态。
图9为螺旋桨处于折叠状态示意图。
本发明的有益效果为：
1、可以实现垂直起降，减小了对起降场地的要求。同时采用大展弦比常规固定翼布局，可获得较长的续航时间；
2、主翼和尾翼都为后掠翼设计，在机翼倾角改变阶段可避免失速，转为固定翼后气动中心后移，使飞机飞行平稳；
3、螺旋桨动力采用模块化设计，主翼可挂载2~10个螺旋桨动力模块，因此可形成起飞重量系列化的无人机产品。
本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (6)

1.一种采用模块化动力的倾转翼垂直起降无人机，其特征在于，包括主翼倾转系统、水平尾翼倾转系统、垂直尾翼；
所述主翼倾转系统包括主翼和第一螺旋桨动力模块，所述水平尾翼倾转系统包括水平尾翼和第二螺旋桨动力模块；所述主翼、水平尾翼均采用后掠翼；所述第一螺旋桨动力模块、第二螺旋桨动力模块分别外挂在所述主翼、水平尾翼上；
所述主翼、水平尾翼均为2个，每个所述主翼对应一个或多个所述第一螺旋桨动力模块；每个所述水平尾翼对应一个所述第二螺旋桨动力模块；所述第二螺旋桨动力模块为可折叠。
2.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述主翼的后掠角为10-45°，所述水平尾翼的后掠角为45°。
3.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述第一螺旋桨动力模块为1-5个。
4.如权利要求1-3任一项所述的无人机，其特征在于，所述主翼、水平尾翼之间通过内部同步机构联动，实现同步倾转。
5.如权利要求1-3任一项所述的无人机，其特征在于，所述第一、第二螺旋桨动力模块均采用独立的电动机吊舱与机翼连接，所述电动机吊舱通过螺栓固定在机翼翼梁上。
6.如权利要求1-3任一项所述的无人机，其特征在于，机翼的展弦比大于等于10。
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