CN109533306A - 一种全角度视觉隐身飞行器 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种全角度视觉隐身飞行器，属于飞行器结构设计技术领域。该全角度视觉隐身飞行器包括中央结构件以及由中央结构件向侧边延伸的旋翼，多个旋翼的至少一个设置有主推力装置，所述主推力装置的推力方向与机身平面平行，多个旋翼的至少一个设置有姿态控制推力装置，所述姿态控制推力装置的推力方向与机身平面垂直；所述中央结构件及旋翼均为透明材料制成，所述飞行器的飞控系统与储能装置设置在中央结构件与旋翼之间。该申请应用了旋转透明化效应，即非透明物体在旋转过程中，除旋转中心以外的部分在视觉上会呈现透明化的视觉效果，实现了飞行器的全角度视觉隐身，降低了飞行器在交通监控、反恐侦察中被发现的可能。

Description

一种全角度视觉隐身飞行器
技术领域
本发明属于飞行器结构设计技术领域，具体涉及一种全角度视觉隐身飞行器。
背景技术
飞行器可在空中实现悬停、前飞、转弯等动作，可用于交通监控、反恐侦察、野生动物拍摄等活动，实现全角度的视觉隐身可避免飞行器被监控、侦察对象发现，可降低飞行器对被拍摄对象的干扰。
已有的飞行器隐身实现方法有两种。一种是通过飞行器外形轮廓设计减少电磁波反射，并结合吸收电磁波的涂料来实现雷达隐身。另一种是通过在飞行器外观喷涂与背景相同或相近的色彩图案，降低飞行器处于背景环境时被发现的概率，实现一定程度的视觉隐身。
将飞行器全部以透明材料制成，理论上也可实现视觉隐身。但飞行器由动力系统、飞行控制系统和气动承载结构等部分组成，当前技术条件下以上部分不能全部由透明材料制成。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种全角度视觉隐身飞行器，应用了旋转透明化效应，即非透明物体在旋转过程中，除旋转中心以外的部分在视觉上会呈现透明化的视觉效果。动力系统驱动飞行器旋转起来，将飞行器的非透明部分布置在远离旋转中心的位置，使非透明部分的任意角度投影面积远小于非透明部分的旋转扫略面积，此时飞行器在任意角度都呈现透明化的效果，即实现全角度的视觉隐身。
本申请全角度视觉隐身飞行器，包括中央结构件以及由所述中央结构件向侧边延伸的多个旋翼，多个所述旋翼中至少一个设置有主推力装置，所述主推力装置的推力方向与机身平面平行，多个所述旋翼的至少一个设置有姿态控制推力装置，所述姿态控制推力装置的推力方向与机身平面垂直；
所述中央结构件及所述旋翼均为透明材料制成，所述飞行器的飞控系统与储能装置设置在中央结构件与旋翼之间。
根据本申请的至少一个实施方式，所述旋翼包括3个，相互之间夹角设置为120°。
根据本申请的至少一个实施方式，所述旋翼采用格栅制成。
根据本申请的至少一个实施方式，所述透明材料包括采用聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯中的至少一种。
根据本申请的至少一个实施方式，所述主推力装置设置在旋翼的下方。
根据本申请的至少一个实施方式，所述旋翼包括两个透明板面构成，两个所述透明面板之间形成空腔，所述主推力装置设置在所述空腔内。
根据本申请的至少一个实施方式，所述旋翼的前缘部分转动设置有襟翼。
根据本申请的至少一个实施方式，所述中央结构件的中心设置有通孔。
根据本申请的至少一个实施方式，所述姿态控制推力装置设置在旋翼的远离中央结构件的端部。
根据本申请的至少一个实施方式，所述飞控系统与储能装置在中央结构件与旋翼之间沿中央结构件周向布置。
本申请的关键点：
1、飞行器气动承载结构等使用透明材料制成。2、飞行器在动力装置驱动下旋转起来，飞行器的动力系统和飞行控制系统等非透明部分布置在远离旋转中心的位置，利用旋转透明化效应呈现透明化的视觉效果。
附图说明
图1是本申请全角度视觉隐身飞行器的一优选实施例的结构示意图。
图2是本申请图1所示实施例的航向控制原理示意图。
图3是本申请图1所示实施例的姿态控制原理示意图。
图4是本申请全角度视觉隐身飞行器的另一优选实施例的结构示意图。
其中，1-中央结构件，2-飞控系统与储能装置，3-透明材料栅格翼，4-主推力装置，5-姿态控制推力装置，6-透明材料升力翼面，7-襟翼。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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保护范围的限制。
如图1所示，本申请的全角度视觉隐身飞行器包括中央结构件1以及由中央结构件1向侧边延伸的旋翼，多个旋翼的至少一个设置有主推力装置4，主推力装置4的推力方向与机身平面平行，多个旋翼的至少一个设置有姿态控制推力装置5，所述姿态控制推力装置5的推力方向与机身平面垂直；
所述中央结构件1及旋翼均为透明材料制成，所述飞行器的飞控系统与储能装置设置在中央结构件与旋翼之间。
如图1所示，1为透明材料中央件，2为飞控系统与储能装置，3为透明材料栅格翼，4为主推力装置，5为姿态控制推力装置。应用透明材料(聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯等强度在100-200MPa)制成栅格翼和中央件等气动承载结构，飞行器中心附近区域应用透明材料或镂空。难以应用透明材料实现的飞控系统、储能装置、推力装置等布置在飞行器中心以外的区域，这些非透明装置在满足推力需求或飞行控制的情况下应尽量远离飞行器中心和投影面积尽量缩小，以最大程度发挥旋转透明化效应。主推力装置驱动飞行器旋转起来，主推力装置可以有1个或多个。飞行器旋转时，栅格翼产生升力以平衡飞行器重力，或实现爬升下降等。显然此处，产生升力并不仅限于栅格翼，也可将栅格翼更换为能有效产生升力的其他类型气动翼面。
本实施例中，即便旋翼具有多个，主推力装置4以及姿态控制推力装置5仍可以仅有一个，主推力装置的转轴平行于地面，通过转子叶片的旋转提供推力，以使旋翼甚至整个机体绕中心点高速旋转，姿态控制推力装置5的转轴垂直于主推力装置的转轴，通过转子叶片的旋转提供升力，以使机体上升或下降。可以理解的是，由于整个机体都在绕中心点旋转，具有主推力装置4或姿态控制推力装置5的旋翼能够转动至任一方位，并在该方位上提供升力或推力，所以不会出现机体各处升力的不平衡现象，能够实现机体的上升或前飞。
在一些可选实施方式中，如图1所示，所述旋翼包括3个，相互之间夹角设置为120°，每个旋翼下方均安装有主推力装置4以及姿态控制推力装置5。
图2给出了沿航向运动的控制原理，飞行器旋转过程中，控制主推力装置在不同方位角时的推力大小，可使飞行器向特定航向运动。
图3给出了飞行器的姿态控制原理，飞行器有1个或者多个姿态控制推力装置。飞行器旋转过程中，改变姿态控制推力装置在不同方位角处的推力大小，可以实现飞行器的姿态控制。
备选实施方式中，可以参考图4，其中，6为透明材料升力翼面，7为襟翼，实现姿态控制也可采用襟翼，在飞行器旋转过程中制襟翼在不同的方位角时偏转不同的角度，则襟翼在不同方位角处产生的升力不同，从而也可实现飞行器的姿态控制。使用襟翼进行飞行器姿态控制的方案中，襟翼可有1个或多个。
在一些可选实施方式中，参考图1，所述姿态控制推力装置一般设置在旋翼的远离中央结构件的端部。
在一些可选实施方式中，所述飞控系统与储能装置2在中央结构件与旋翼之间沿中央结构件周向布置，本申请中，应尽量降低飞控系统与储能装置2在径向方向(飞行器旋转绕城的圆形的径向)上的空间占比，因而将飞控系统与储能装置2进行周向布置，这样，在飞行器旋转过程中，所形成的非透明区域会减少，在高速旋转状态下，该非透明区域有可能消失。
本申请所涉及到的全角度视觉隐身飞行器实现方法及其飞行器可实现飞行器的全角度视觉隐身，降低飞行器在交通监控、反恐侦察中被发现的可能，降低飞行器对野生动物的干扰等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种全角度视觉隐身飞行器，其特征在于，包括中央结构件以及由所述中央结构件向侧边延伸的多个旋翼，多个所述旋翼中至少一个设置有主推力装置，所述主推力装置的推力方向与机身平面平行，多个所述旋翼的至少一个设置有姿态控制推力装置，所述姿态控制推力装置的推力方向与机身平面垂直；
所述中央结构件及所述旋翼均为透明材料制成，所述飞行器的飞控系统与储能装置设置在中央结构件与旋翼之间。
2.如权利要求1所述的全角度视觉隐身飞行器，其特征在于，所述旋翼包括3个，相互之间夹角设置为120°。
3.如权利要求1所述的全角度视觉隐身飞行器，其特征在于，所述旋翼采用格栅制成。
4.如权利要求1所述的全角度视觉隐身飞行器，其特征在于，所述透明材料包括采用聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯中的至少一种。
5.如权利要求1所述的全角度视觉隐身飞行器，其特征在于，所述主推力装置设置在旋翼的下方。
6.如权利要求1所述的全角度视觉隐身飞行器，其特征在于，所述旋翼包括两个透明板面构成，两个所述透明面板之间形成空腔，所述主推力装置设置在所述空腔内。
7.如权利要求1所述的全角度视觉隐身飞行器，其特征在于，所述旋翼的前缘部分转动设置有襟翼。
8.如权利要求1所述的全角度视觉隐身飞行器，其特征在于，所述中央结构件的中心设置有通孔。
9.如权利要求1所述的全角度视觉隐身飞行器，其特征在于，所述姿态控制推力装置设置在旋翼的远离中央结构件的端部。
10.如权利要求1所述的全角度视觉隐身飞行器，其特征在于，所述飞控系统与储能装置在中央结构件与旋翼之间沿中央结构件周向布置。
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