CN112141319B - 一种m型可变后掠折叠无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种M型机翼可折叠式固定翼无人机，将左侧机翼和右侧机翼都分为内外两段，当无人机处于折叠状态时，体积小，适合单兵携带；并且，本发明所述的M型机翼可折叠式固定翼无人机可以通过地面炮射，潜艇、战舰、航母等火箭发射方式进行发射，使无人机快速到达指定空域，以及可以通过战机弹仓装载、挂架挂载的方式运送到指定位置；同时，可以根据需要在空中自动变翼展，当无人机处于展翼状态时，拥有长航时和很宽的飞行包线，作为长时间滞空任务的搭载平台，为海面装备提供任务空域的信息或作为通信中继站；当无人机两侧机翼在空中折叠时，可以进行快速机动到达另一任务空域。

Description

一种M型可变后掠折叠无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种M型可变后掠折叠无人机。
背景技术
单兵或班一级小队在前线作战时，需要便携式长航时的无人机，可以对任务区域进行长时间监视或作为长时间通信中继。单兵作战无人机最典型的如美国的“乌鸦”，便于携带，但通常需要操作人员在外场组装，并且航时相对较短，不可进行炮射起飞快速到达指定空域，也不适用于战机挂载。“弹簧刀”类无人机可以进行炮射或战机挂载，但其结构较重，航时航程都很短。而全球鹰、“苍鹭Ⅱ”等高空长航时无人机，其拥有很大的尺寸和机翼展弦比，拥有超过24小时的长航时，但不能快速到达战场。
在战场上，当某个地区有突发事件时，需要无人机尽快到达任务区域，并且拥有较长的航时。目前，现有的“WJ-600”无人机，可以较快到达任务区域，但其速度仍旧较慢，且航时较短。
目前，亟需一种能够快速到达任务区域，同时拥有长航时，又能方便携带的无人机。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种M型可变后掠折叠无人机，可以根据需要在空中自动变翼展，既能快速到达指定空域，又拥有长航时和很宽的飞行包线。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种M型可变后掠折叠无人机，包括左侧外翼段、左侧内翼段、右侧内翼段、右侧外翼段、左机翼连接转台、右机翼连接转台、中间连接转台、左侧驱动舵机和左侧驱动机构、右侧驱动舵机和右侧驱动机构、中间驱动舵机和中间驱动机构；所述左侧外翼段与左侧内翼段通过左机翼连接转台连接；所述右侧外翼段与右侧内翼段通过右机翼连接转台连接；所述左侧内翼段与右侧内翼段通过中间连接转台连接；左侧驱动舵机和左侧驱动机构设置在所述左机翼连接转台内，右侧驱动舵机和右侧驱动机构设置在右机翼连接转台内，中间驱动舵机和中间驱动机构设置在中间连接转台内；所述左侧驱动舵机和左侧驱动机构驱动左侧外翼段和左侧内翼段旋转，来控制左侧外翼段和左侧内翼段形成的左翼段后缘夹角的角度；所述右侧驱动舵机和右侧驱动机构驱动右侧外翼段和右侧内翼段旋转，来控制右侧外翼段和右侧内翼段形成的右翼段后缘夹角的角度；所述中间驱动舵机和中间驱动机构控制左侧内翼段和右侧内翼段的展开和折叠；所述左侧外翼段的后缘设有左侧副翼，所述右侧外翼段的后缘设有右侧副翼；所述左侧内翼段的后缘设有左侧升降舵，所述右侧内翼段的后缘设有右侧升降舵。
优选的，无人机还包括左侧电机、右侧电机、左侧折叠桨和右侧折叠桨；所述左侧电机安装在左机翼连接转台的前端；所述右侧电机安装在右机翼连接转台的前端；所述左侧折叠桨安装在左侧电机上；所述右侧折叠桨安装在右侧电机上；所述左侧电机驱动左侧折叠桨；所述右侧电机驱动右侧折叠桨。
优选的，左侧电机和右侧电机通过拉力差控制无人机的偏航；当无人机向左侧偏航时，右侧发动机提高转速，左侧发动机降低转速，无人机产生向左转向的力矩；当无人机向右侧偏航时，右侧发动机降低转速，左侧发动机提高转速，无人机产生向右转向的力矩。
优选的，左翼段后缘夹角和右翼段后缘夹角始终相等。
优选的，左翼段后缘夹角和右翼段后缘夹角的范围为0°～180°。
优选的，左侧外翼段、左侧内翼段、右侧内翼段和右侧外翼段为层叠结构，折叠后可完全重合。
优选的，左侧折叠桨和右侧折叠桨均是可折叠的。
优选的，无人机上加装有任务载荷。
优选的，任务载荷加装在左侧内翼段、右侧内翼段、左机翼连接转台、右机翼连接转台或中间连接转台中。
优选的，左侧外翼段、左侧内翼段、右侧内翼段和右侧外翼段的表面均敷有太阳能薄膜。
本发明提出的一种M型可变后掠折叠无人机，将左侧机翼和右侧机翼都分为内外两段，当无人机处于折叠状态时，体积小，适合单兵携带；并且，本发明所述的M型可变后掠折叠无人机可以通过地面炮射，潜艇、战舰、航母等火箭发射方式进行发射，使无人机快速到达指定空域，或者可以通过战机弹仓装载、挂架挂载的方式运送到指定位置；同时，可以根据需要在空中自动变翼展，当无人机处于展翼状态时，拥有长航时和很宽的飞行包线，作为长时间滞空任务的搭载平台，为海面装备提供任务空域的信息或作为通信中继站；当无人机两侧机翼在空中折叠时，可以进行快速机动到达另一任务空域。
附图说明
图1为M型可变后掠折叠无人机的俯视结构示意图。
图2为M型可变后掠折叠无人机处于折叠状态时的俯视结构示意图。
图3为M型可变后掠折叠无人机处于展开状态时的俯视结构示意图。
图中：1、左侧电机；2、左机翼连接转台；3、左侧外翼段；4、左侧副翼；5、左侧升降舵；6、左侧内翼段；7、中间连接转台；8、右侧电机；9、右机翼连接转台；10、右侧外翼段；11、右侧副翼；12、右侧升降舵；13、右侧内翼段。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
图1为M型可变后掠折叠无人机的俯视结构示意图。参照图1，一种M型可变后掠折叠无人机，包括左侧外翼段3、左侧内翼段6、右侧内翼段13、右侧外翼段10、左机翼连接转台2、右机翼连接转台9、中间连接转台7、左侧驱动舵机和左侧驱动机构、右侧驱动舵机和右侧驱动机构、中间驱动舵机和中间驱动机构；所述左侧外翼段3与左侧内翼段6通过左机翼连接转台2连接；所述右侧外翼段10与右侧内翼段13通过右机翼连接转台9连接；所述左侧内翼段6与右侧内翼段13通过中间连接转台7连接；左侧驱动舵机和左侧驱动机构设置在所述左机翼连接转台2内，右侧驱动舵机和右侧驱动机构设置在右机翼连接转台9内，中间驱动舵机和中间驱动机构设置在中间连接转台7内；所述左侧驱动舵机和左侧驱动机构驱动左侧外翼段3和左侧内翼段6旋转，来控制左侧外翼段3和左侧内翼段6形成的左翼段后缘夹角的角度；所述右侧驱动舵机和右侧驱动机构驱动右侧外翼段10和右侧内翼段13旋转，来控制右侧外翼段10和右侧内翼段13形成的右翼段后缘夹角的角度；所述中间驱动舵机和中间驱动机构控制左侧内翼段6和右侧内翼段13的展开和折叠；所述左侧外翼段3的后缘设有左侧副翼4，所述右侧外翼段10的后缘设有右侧副翼11；所述左侧内翼段6的后缘设有左侧升降舵5，所述右侧内翼段13的后缘设有右侧升降舵12。
本发明的无人机还包括左侧电机1、右侧电机8、左侧折叠桨和右侧折叠桨；所述左侧电机1安装在左机翼连接转台2的前端；所述右侧电机8安装在右机翼连接转台9的前端；所述左侧折叠桨安装在左侧电机1上；所述右侧折叠桨安装在右侧电机8上；所述左侧电机1驱动左侧折叠桨；所述右侧电机8驱动右侧折叠桨。左侧电机1和右侧电机8通过拉力差控制无人机的偏航；当无人机向左侧偏航时，右侧发动机提高转速，左侧发动机降低转速，无人机产生向左转向的力矩；当无人机向右侧偏航时，右侧发动机降低转速，左侧发动机提高转速，无人机产生向右转向的力矩。
本发明的无人机在飞行过程中，左侧驱动舵机和左侧驱动机构驱动左侧外翼段3和左侧内翼段6旋转，右侧驱动舵机和右侧驱动机构驱动右侧外翼段10和右侧内翼段13旋转，保证左翼段后缘夹角和右翼段后缘夹角始终相等，使重心变化因素不干扰飞行控制。左侧外翼段3与左侧内翼段6和右侧外翼段10与右侧内翼段13相对于无人机轴线呈对称式旋转，使得左翼段后缘夹角和右翼段后缘夹角的范围为0°～180°，且无人机始终相对于无人机轴线呈左右对称。
图2为M型可变后掠折叠无人机处于折叠状态时的俯视结构示意图。本发明无人机的左侧外翼段3、左侧内翼段6、右侧内翼段13和右侧外翼段10为层叠结构，折叠后可完全重合，如图2所示。折叠后自上而下分别是右侧外翼段10、右侧内翼段13、左侧内翼段6、左侧外翼段3，此时左翼段后缘夹角和右翼段后缘夹角均为0°，左侧折叠桨和右侧折叠桨均是可折叠的。当无人机处于折叠状态时，体积小，适合单兵携带，也适合地面炮射，潜艇、战舰、航母等火箭发射以及战机弹仓装载、挂架挂载。
图3为M型可变后掠折叠无人机处于展开状态时的俯视结构示意图。本发明无人机可以根据需要在空中自动变翼展，当无人机处于展开状态时，如图3所述，拥有很大的展弦比，巡航升阻比很大，可以拥有很长的航时。在飞行过程中，无人机可以进行有控制的折叠，通过减小无人机的展弦比来降低无人机的升阻比，使飞行速度提升，快速机动到达另一个任务空域。
本发明的无人机上可以加装有任务载荷，由于本发明的无人机无机身，其任务载荷加装在左侧内翼段6、右侧内翼段13、左机翼连接转台2、右机翼连接转台9或中间连接转台7中。其中，任务载荷可以为相机、中继天线等设备。
因为无人机拥有较大的机翼面积，可以在无人机的左侧外翼段3、左侧内翼段6、右侧内翼段13和右侧外翼段10的表面敷上太阳能薄膜，获得更长的航时。
下面介绍M型可变后掠折叠无人机的具体适用案例。
案例一：本发明提出的一种M型可变后掠折叠无人机可以折叠，在折叠状态下体积小，因此适合单兵背负或通过发射筒发射至前线战场。单兵背负至前线战场时，将无人机展开自动启动左侧电机1和右侧电机8，并自动升空。也可采用炮射方式起飞，将折叠好的无人机放置于发射筒内，单兵以发射火箭弹的方式发射无人机至前线战场，无人机抛射出后自动展开并开启左侧电机1和右侧电机8，进入巡航状态。在空中，进行快速突击时，左侧驱动舵机和左侧驱动机构驱动左侧外翼段3和左侧内翼段6旋转，同时，右侧驱动舵机和右侧驱动机构驱动右侧外翼段10和右侧内翼段13旋转，将左翼段后缘夹角和右翼段后缘夹角变为30°左右；当无人机折叠角展开到150°以上，可进入长航时巡航状态；当无人机所搭载的动力快消耗完时，可进入自动返航模式，并最终滑翔降落。
案例二：当战机需要对某个危险区域进行长时间侦查，而又不想暴露自己的目标时，可以选择挂载本发明的无人机，由于其体积小，可放入弹仓或挂载在挂架上。战机到达指定空域后，释放装载无人机的吊舱即可离开该危险空域，吊舱减速到一定速度后，释放该无人机。无人机展开并飞到该危险空域后，利用其有长航时的优势，可长时间将侦查到的地面信息传送给战机，无人机完成任务后可进入自毁模式。自毁模式可以采用现有技术中已有的自毁方式进行。
案例三：本发明的无人机可以装入火箭任务舱段，在潜艇、战舰或航母上均拥有导弹发射筒，火箭在发射筒发射后，快速抵达任务空域，将无人机释放，无人机展开，可以进行长航时飞行，完成监测、通信中继等任务，无人机在飞行过程中，也可以进行自动折叠，提升飞行速度。
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。

Claims (8)

1.一种M型可变后掠折叠无人机，其特征在于，包括左侧外翼段、左侧内翼段、右侧内翼段、右侧外翼段、左机翼连接转台、右机翼连接转台、中间连接转台、左侧驱动舵机和左侧驱动机构、右侧驱动舵机和右侧驱动机构、中间驱动舵机和中间驱动机构；所述左侧外翼段与左侧内翼段通过左机翼连接转台连接；所述右侧外翼段与右侧内翼段通过右机翼连接转台连接；所述左侧内翼段与右侧内翼段通过中间连接转台连接；左侧驱动舵机和左侧驱动机构设置在所述左机翼连接转台内，右侧驱动舵机和右侧驱动机构设置在右机翼连接转台内，中间驱动舵机和中间驱动机构设置在中间连接转台内；所述左侧驱动舵机和左侧驱动机构驱动左侧外翼段和左侧内翼段旋转，来控制左侧外翼段和左侧内翼段形成的左翼段后缘夹角的角度；所述右侧驱动舵机和右侧驱动机构驱动右侧外翼段和右侧内翼段旋转，来控制右侧外翼段和右侧内翼段形成的右翼段后缘夹角的角度；所述中间驱动舵机和中间驱动机构控制左侧内翼段和右侧内翼段的展开和折叠；所述左侧外翼段的后缘设有左侧副翼，所述右侧外翼段的后缘设有右侧副翼；所述左侧内翼段的后缘设有左侧升降舵，所述右侧内翼段的后缘设有右侧升降舵；
所述无人机还包括左侧电机、右侧电机、左侧折叠桨和右侧折叠桨；所述左侧电机安装在左机翼连接转台的前端；所述右侧电机安装在右机翼连接转台的前端；所述左侧折叠桨安装在左侧电机上；所述右侧折叠桨安装在右侧电机上；所述左侧电机驱动左侧折叠桨；所述右侧电机驱动右侧折叠桨；
所述左侧电机和右侧电机通过拉力差控制无人机的偏航；当无人机向左侧偏航时，右侧发动机提高转速，左侧发动机降低转速，无人机产生向左转向的力矩；当无人机向右侧偏航时，右侧发动机降低转速，左侧发动机提高转速，无人机产生向右转向的力矩。
2.根据权利要求1所述的一种M型可变后掠折叠无人机，其特征在于，所述左翼段后缘夹角和右翼段后缘夹角始终相等。
3.根据权利要求2所述的一种M型可变后掠折叠无人机，其特征在于，所述左翼段后缘夹角和右翼段后缘夹角的范围为0°～180°。
4.根据权利要求1所述的一种M型可变后掠折叠无人机，其特征在于，所述左侧外翼段、左侧内翼段、右侧内翼段和右侧外翼段为层叠结构，折叠后可完全重合。
5.根据权利要求1所述的一种M型可变后掠折叠无人机，其特征在于，所述左侧折叠桨和右侧折叠桨均是可折叠的。
6.根据权利要求1所述的一种M型可变后掠折叠无人机，其特征在于，所述无人机上加装有任务载荷。
7.根据权利要求6所述的一种M型可变后掠折叠无人机，其特征在于，所述任务载荷加装在左侧内翼段、右侧内翼段、左机翼连接转台、右机翼连接转台或中间连接转台中。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种M型可变后掠折叠无人机，其特征在于，所述左侧外翼段、左侧内翼段、右侧内翼段和右侧外翼段的表面均敷有太阳能薄膜。
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