CN107364583A - 基于合成射流技术的小型喷气飞行器 - Google Patents
基于合成射流技术的小型喷气飞行器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107364583A CN107364583A CN201710541384.1A CN201710541384A CN107364583A CN 107364583 A CN107364583 A CN 107364583A CN 201710541384 A CN201710541384 A CN 201710541384A CN 107364583 A CN107364583 A CN 107364583A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- jet
- supporting plate
- housing body
- power chamber
- spherical housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005206 neuromuscular process controlling posture Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/16—Aircraft characterised by the type or position of power plants of jet type
- B64D27/20—Aircraft characterised by the type or position of power plants of jet type within, or attached to, fuselages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U50/00—Propulsion; Power supply
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
- B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
基于合成射流技术的小型喷气飞行器。本发明涉及一种基于合成射流技术的小型喷气飞行器。所述的动力腔室（6）设置在球形外壳体（1）的内部下端，所述的球形外壳体（1）的内部上端设置支撑板Ⅰ（10）与支撑板Ⅱ（11），所述的支撑板Ⅰ（10）上设置电池（3），所述的支撑板Ⅰ（10）的下方设置支撑板Ⅱ（11），所述的支撑板Ⅱ（11）上从左至右依次设置振荡模块（4）、调速器（5）与飞控模块（2）。本发明用于小型喷气飞行器。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于合成射流技术的小型喷气飞行器。
背景技术
目前，航拍类无人机主要以旋翼式无人机为主。旋翼式无人机凭借其良好的稳定性和操控性，在航拍爱好者中广受欢迎。然而，由于通过电机驱动旋翼产生升力，此过程中机械传动、摩擦、空气粘性等一系列因素综合造成能量转换效率较低，单位飞行时间内的功耗增大，使得旋翼式无人机的整体续航能力不足；此外，旋翼和电机的存在又让机身尺寸大大增加，不利于无人机的小型化和便携化；同时，越来越多的航拍安全事故表明，旋翼的存在，成为了此类无人机最重要的一个安全隐患。因此，改变飞行动力模式，采用喷气的方式替代传统的旋翼，一方面可以有效控制飞行器的尺寸，另一方面可以消除旋翼因高速旋转而带来的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于合成射流技术的小型喷气飞行器，整体外观呈球型状，无需旋翼，采用合成射流技术作为动力途径，通过合成射流形成的空气射流提供飞行动力。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种基于合成射流技术的小型喷气飞行器，其组成包括球形外壳体1，所述的球形外壳体1的底端设置喷气管口9，所述的喷气管口9装在动力腔室6内，所述的喷气管口9延伸至动力腔室6的外部，所述的动力腔室6的外壳由腔室壳体7构成，其外表面对称设置压电材料层8，
所述的动力腔室6对称设置在球形外壳体1的内部下端，所述的球形外壳体1的内部上端设置支撑板Ⅰ10与支撑板Ⅱ11，所述的支撑板Ⅰ10上设置电池3，所述的支撑板Ⅰ10的下方设置支撑板Ⅱ11，所述的支撑板Ⅱ11上从左至右依次设置振荡模块4、调速器5与飞控模块2。
所述的基于合成射流技术的小型喷气飞行器，所述的喷气管口9延伸至球形外壳体1的外部，所述的喷气管口9对称布置在球形外壳体1的底端。
所述的基于合成射流技术的小型喷气飞行器，所述的电池3给飞控模块2与调速器5供电，所述的飞控模块2接收无线电控终端的信号，所述的飞控模块2将信号传递给调速器5，所述的调速器5供电给振荡模块4，所述的振荡模块4供电给动力腔室6的压电材料层8。
所述的基于合成射流技术的小型喷气飞行器，所述的振荡模块4包括运放器A，所述的运放器A的正输入端连接电阻R3的一端与电容C的一端，所述的电容C的另一端接地，
所述的运放器A的负输入端连接电阻R1的一端与电阻R2的一端，所述的电阻R1的另一端接地，
所述的电阻R2的另一端与电阻R3的另一端均连接运放器A的输出端，所述的运放器A的4号端连接调速器5，所述的运放器A的输出端连接动力腔室6。
有益效果：
1.本发明采用喷气的动力模式替代传统旋翼，结构简单，便于携带。
2.本发明降低功耗，提升续航能力。
3.本发明消除了旋翼因高速旋转而带来的安全隐患，拓宽了空间应用范围。
4.本发明区别于市面上主流的旋翼式无人机，其无需旋翼，通过合成射流技术形成的空气射流提供飞行动力。
5.本发明可搭载摄像头及微型红外线扫描仪，实现航拍及未知区域地形勘测等功能。
附图说明：
附图1是本发明的整体结构示意图。
附图2是附图1 的A向视图。
附图3是附图2的B-B剖视图。
附图4是本发明的动力腔室结构示意图。
附图5是本发明的控制流程图。
附图6是本发明的振荡模块的具体电路原理图。
具体实施方式：
实施例1
一种基于合成射流技术的小型喷气飞行器，其组成包括球形外壳体1，所述的球形外壳体1的底端设置喷气管口9，所述的喷气管口9装在动力腔室6内，所述的喷气管口9延伸至动力腔室6的外部，所述的动力腔室6的外壳由腔室壳体7构成，其外表面对称设置压电材料层8，
所述的动力腔室6对称设置在球形外壳体1的内部下端，所述的球形外壳体1的内部上端设置支撑板Ⅰ10与支撑板Ⅱ11，所述的支撑板Ⅰ10上设置电池3，所述的支撑板Ⅰ10的下方设置支撑板Ⅱ11，所述的支撑板Ⅱ11上从左至右依次设置振荡模块4、调速器5与飞控模块2。
实施例2
实施例1所述的基于合成射流技术的小型喷气飞行器，所述的喷气管口9延伸至球形外壳体1的外部，所述的喷气管口9对称布置在球形外壳体1的底端。
实施例3
实施例1所述的基于合成射流技术的小型喷气飞行器，所述的电池3给飞控模块2与调速器5供电，所述的飞控模块2接收无线电控终端的信号，所述的飞控模块2将信号传递给调速器5，所述的调速器5供电给振荡模块4，所述的振荡模块4供电给动力腔室6的压电材料层8。
所述的调速器5根据所接收到的信号调节由电池3输出的直流电压，并传递给振荡模块4，所述的振荡模块4将该电压由直流转变为交流，并以一定的频率传输至动力腔室6，所述的动力腔室6中的压电材料8根据所接收到的交流电压，在喷气管口9处产生相对应的空气射流速度，最终实现飞行器飞行姿态的控制与调节。
实施例4
实施例1或3所述的基于合成射流技术的小型喷气飞行器，所述的振荡模块4包括运放器A，所述的运放器A的正输入端连接电阻R3的一端与电容C的一端，所述的电容C的另一端接地，
所述的运放器A的负输入端连接电阻R1的一端与电阻R2的一端，所述的电阻R1的另一端接地，
所述的电阻R2的另一端与电阻R3的另一端均连接运放器A的输出端，所述的运放器A的4号端连接调速器5，所述的运放器A的输出端连接动力腔室6。
合成射流是一种由于激励器腔体交替吹吸周围环境流体而产生的非定常射流。合成射流激励器其本质是可以按照特定的频率和幅值完成周期性压缩和膨胀的空腔，空腔通过孔口与外界流体联通。激励器工作时交替吹吸周围环境流体，吹出的流体由于剪切作用形成涡环并在自身诱导速度作用下向远离孔口的方向运动，最终在出口下游形成稳定的湍流射流。
工作过程：
飞控模块2实时接收无线电控制终端如无人机遥控器传输的控制命令及数据，经计算处理，将计算出的控制信号传输到调速器5，调速器5利用此信号调节由电池3输出的直流电压，再经振荡模块4输出交流电压，并输入到各个动力腔室中，动力腔室6中的压电材料8根据所接收到的交流电压，在喷气管口9处产生相对应的空气射流速度，最终实现飞行器飞行姿态的控制与调节。
在飞行器内部对称布置多个动力腔室，每个腔室开设一个出口即飞行器喷气口，腔室上布置压电材料层，压电材料层是一种受到压力作用时会在材料两端面间出现电压的晶体材料，同样，在接受到外电场作用时，压电材料层会产生形变。本发明专利利用了压电材料层在外电场作用下会产生形变这一特性，通过输入交变电压驱动压电材料层产生周期性形变，又由于压电材料层边缘固定在动力腔室上，这样，周期性形变就形成压电材料层沿中心轴线上下的振动，从而实现腔室体积的周期性变化。
基于合成射流技术，腔室周围环境中的空气随着腔室体积的增大/减小而不断从喷气口吸入/排出腔室，最终在腔室出口形成稳定的湍流射流。利用这股射流产生的推力，飞行器即可实现飞行或悬停。通过调速器调节输入的交变电压即可改变每个动力腔室喷气口的气流速度，从而调节飞行器的飞行姿态并控制飞行器稳定飞行。飞行器的电输入信号通过电池与振荡模块提供。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于合成射流技术的小型喷气飞行器，其特征是：其组成包括球形外壳体（1），所述的球形外壳体（1）的底端设置喷气管口（9），所述的喷气管口（9）装在动力腔室（6）内，所述的喷气管口（9）延伸至动力腔室（6）的外部，所述的动力腔室（6）的外壳由腔室壳体（7）构成，其外表面对称设置压电材料层（8），
所述的动力腔室（6）对称设置在球形外壳体（1）的内部下端，所述的球形外壳体（1）的内部上端设置支撑板Ⅰ（10）与支撑板Ⅱ（11），所述的支撑板Ⅰ（10）上设置电池（3），所述的支撑板Ⅰ（10）的下方设置支撑板Ⅱ（11），所述的支撑板Ⅱ（11）上从左至右依次设置振荡模块（4）、调速器（5）与飞控模块（2）。
2.根据权利要求1所述的基于合成射流技术的小型喷气飞行器，其特征是：所述的喷气管口（9）延伸至球形外壳体（1）的外部，所述的喷气管口（9）对称布置在球形外壳体（1）的底端。
3.根据权利要求1所述的基于合成射流技术的小型喷气飞行器，其特征是：所述的电池（3）给飞控模块（2）与调速器（5）供电，所述的飞控模块（2）接收无线电控终端的信号，所述的飞控模块（2）将信号传递给调速器（5），所述的调速器（5）供电给振荡模块（4），所述的振荡模块（4）供电给动力腔室（6）的压电材料层（8）。
4.根据权利要求1或3所述的基于合成射流技术的小型喷气飞行器，其特征是：所述的振荡模块（4）包括运放器A，所述的运放器A的正输入端连接电阻R3的一端与电容C的一端，所述的电容C的另一端接地，
所述的运放器A的负输入端连接电阻R1的一端与电阻R2的一端，所述的电阻R1的另一端接地，
所述的电阻R2的另一端与电阻R3的另一端均连接运放器A的输出端，所述的运放器A的4号端连接调速器（5），所述的运放器A的输出端连接动力腔室（6）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710541384.1A CN107364583A (zh) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 基于合成射流技术的小型喷气飞行器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710541384.1A CN107364583A (zh) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 基于合成射流技术的小型喷气飞行器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107364583A true CN107364583A (zh) | 2017-11-21 |
Family
ID=60305102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710541384.1A Pending CN107364583A (zh) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 基于合成射流技术的小型喷气飞行器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107364583A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101718235A (zh) * | 2009-11-19 | 2010-06-02 | 西北工业大学 | 双膜单腔单喷口合成射流致动器 |
| CN102014567A (zh) * | 2010-10-11 | 2011-04-13 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 动压式高能合成射流激励器 |
| CN201914466U (zh) * | 2011-01-27 | 2011-08-03 | 西北工业大学 | 一种飞行器射流控制器 |
| US20110234102A1 (en) * | 2008-11-26 | 2011-09-29 | Ik Nyeon Kim | Apparatus for normal pressure plasma ignition and method for normal pressure plasma ignition using same |
| CN102943751A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-02-27 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种快响应直接力产生装置 |
| CN106507575A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-03-15 | 南京航空航天大学 | 一种用于高空飞行器的等离子体合成射流激励器 |
-
2017
- 2017-07-05 CN CN201710541384.1A patent/CN107364583A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110234102A1 (en) * | 2008-11-26 | 2011-09-29 | Ik Nyeon Kim | Apparatus for normal pressure plasma ignition and method for normal pressure plasma ignition using same |
| CN101718235A (zh) * | 2009-11-19 | 2010-06-02 | 西北工业大学 | 双膜单腔单喷口合成射流致动器 |
| CN102014567A (zh) * | 2010-10-11 | 2011-04-13 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 动压式高能合成射流激励器 |
| CN201914466U (zh) * | 2011-01-27 | 2011-08-03 | 西北工业大学 | 一种飞行器射流控制器 |
| CN102943751A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-02-27 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种快响应直接力产生装置 |
| CN106507575A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-03-15 | 南京航空航天大学 | 一种用于高空飞行器的等离子体合成射流激励器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106494617B (zh) | 一种可垂直起降扑翼飞行器及其飞行控制方法 | |
| US20200283141A1 (en) | In-flight battery recharging system for an unmanned aerial vehicle | |
| CN108146608B (zh) | 一种具有矢量推力的旋翼与充气气囊复合式浮空飞行器 | |
| CN110001953A (zh) | 一种翼型无人机及其飞行控制方法 | |
| CN206871360U (zh) | 一种具有高推进效率的多自由度扑翼微型飞行器 | |
| CN107364583A (zh) | 基于合成射流技术的小型喷气飞行器 | |
| CN104176249B (zh) | 一种非共轴反桨多旋翼无人旋翼机 | |
| CN206417193U (zh) | 一种多旋翼无人机飞行器 | |
| CN105700535B (zh) | 一种用于四旋翼飞行器的模块式控制板 | |
| CN208036619U (zh) | 一种可投放催泪瓦斯的无人机 | |
| CN101798998B (zh) | 环形大气动力机 | |
| CN205627087U (zh) | 一种手掷智能电动玩具飞机 | |
| CN206664920U (zh) | 一种支架可伸缩的节能型无人机 | |
| CN105912010A (zh) | 一种基于stm32的微型四旋翼飞行器及其控制系统 | |
| CN201399243Y (zh) | 一种感应式飞行器 | |
| CN209905059U (zh) | 一种仿昆虫式翼型无人机 | |
| CN109441851A (zh) | 一种基于静电驱动的扇叶及其混合驱动方法 | |
| CN204776038U (zh) | 结合柯恩达效应的微型太阳能侦察飞行器 | |
| CN208205307U (zh) | 一种水雾化加湿离心风机 | |
| CN211108038U (zh) | 一种自适应调节的侦察相机智能支架 | |
| CN203714175U (zh) | 一种用于航拍飞行器的智能控制器 | |
| CN208888657U (zh) | 一种抓地力强的智能电脑鼠 | |
| CN205602106U (zh) | 一种嵌入式四轴飞行器实验装置 | |
| CN207246161U (zh) | 一种合成射流平板湍流减阻装置 | |
| CN107526361A (zh) | 一种嵌入式四轴飞行器实验装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171121 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |