CN114194384A - 一种涵道式飞行器 - Google Patents

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张建飞
温小青
郭晓军
牟建刚
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Abstract

本发明公开了一种涵道式飞行器。上述飞行器包括机体、活动安装在机体外侧位置处的起落架、油箱、设置在机体上的发动机、固定连接在发动机输出端位置处的三叶螺旋桨、贯穿设置在机体上的四组舵机安装位、固定安装在对应舵机安装位上的活动舵面结构以及通过碳布粘接固定于机体上的粘接片。机体包括外壳、固定安装在所述外壳顶部位置处的层板加强圈和固定安装在所述外壳内的反扭叶片。所述外壳和所述层板加强圈组合成弧型桶状结构。油箱内嵌固定在所述层板加强圈内侧位置处。本发明的飞行器，具有体积相对小、有效载荷大、续航能力较强和集成度很高，不需要折叠运输，方便使用的优点，推广前景优异。

Description

一种涵道式飞行器
技术领域
本发明涉及飞行器领域，特别是涉及一种涵道式飞行器。
背景技术
目前市面上大部分的多旋翼飞行器都是旋翼外置布局，但这种布局方式使得需要载荷的情况下相对体积巨大，运输困难，飞行安全性差。此外，现有的多旋翼外置布局的飞行器大多通过设计折叠机构解决运输问题，会出现折叠机构可靠性与寿命问题，且折叠展开需要时间，无法快速进入工作状态。
发明内容
基于此，有必要针对当下飞行器相对体积巨大、运输困难、飞行安全性差和折叠展开需要时间，无法快速进入工作状态的问题，提供一种涵道式飞行器。
一种涵道式飞行器，包括：
机体，其包括外壳、固定安装在所述外壳顶部位置处的层板加强圈和固定安装在所述外壳内的反扭叶片；所述外壳和所述层板加强圈组合成弧型桶状结构；
内嵌固定在所述层板加强圈内侧位置处的油箱；
设置在所述机体上的发动机；
位于所述外壳内的三叶螺旋桨，其固定连接在所述发动机输出端位置处；贯穿设置在所述机体上的四组舵机安装位；以及
固定安装在对应舵机安装位上的活动舵面结构，其包括中心碳架、固定连接在对应中心碳架上的四组三联装舵面、固定安装在对应三联装舵面背向所述中心碳架位置处的舵面支架、固定安装在对应三联装舵面上的舵机安装架。
上述飞行器，搭载有单体涵道结构，配合螺旋桨内置设计，极大地提升了飞行器的动力并提高了飞机的续航能力，可克服螺旋桨产生的自旋并提高了飞行器机体结构的强度，此外，所有的控制系统都集中单体涵道结构内，降低了体积的同时极大地提高了飞机的载荷能力。
在其中一个实施例中，所述反扭叶片位于所述三叶螺旋桨的下方，且反扭叶片的数量为九组；九组所述反扭叶片以所述外壳的中心为定点环绕布置。
在其中一个实施例中，所述机体还包括两组外部控制盒托板、固定安装在所述层板加强圈上的上安装架和下安装架；
所述发动机通过上安装架和下安装架与所述机体固定连接。
进一步地，两组所述外部控制盒托板焊接在所述层板加强圈的相对应两侧外壁位置处；
所述上安装架和下安装架均为铝合金材质；所述上安装架位于所述下安装架的上方，且下安装架位于所述层板加强圈的内部。
在其中一个实施例中，四组所述舵机安装位均匀分布。
在其中一个实施例中，所述中心碳架的上转轴位置处固定安装有自润滑轴承；
所述中心碳架起着提供四组三联装舵面在对应位置处的装配定位和安装支撑的作用。
在其中一个实施例中，所述舵机安装架粘接设置在所述舵机安装位上，其用于提供舵机的安装支撑；所述三联装舵面的两侧舵面位置处固定安装有舵面连杆；
所述三联装舵面的中部舵面与舵机直接连接；所述三联装舵面的两侧舵面通过舵面连杆与中部舵面进行联动。
在其中一个实施例中，所述飞行器还包括活动安装在所述机体外侧位置处的起落架；所述外壳和所述起落架均为碳纤维材质。
在其中一个实施例中，所述飞行器还包括通过碳布粘接固定于所述机体上的粘接片，其用于提供所述舵面支架的装配定位；所述粘接片上开设有开口卡槽，其用于卡住所述舵面支架的外侧位置。
一种涵道式飞行器在消防救援以及物资运输中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的飞行器，搭载有单体涵道结构，配合螺旋桨内置设计，极大地提升了飞行器的动力并提高了飞机的续航能力，可克服螺旋桨产生的自旋并提高了飞行器机体结构的强度，此外，所有的控制系统都集中单体涵道结构内，降低了体积的同时极大地提高了飞机的载荷能力。
本发明的飞行器，具有体积相对小、有效载荷大、续航能力较强和集成度很高，不需要折叠运输，方便使用的优点，推广前景优异。
附图说明
图1所示为本发明提供的一种涵道式飞行器的结构示意图。
图2所示为图1的放大图。
图3所示为图2的俯视图。
图4所示为图1的局部放大图。
图5所示为图4的俯视图。
主要元件符号说明
1、机体；11、外壳；12、层板加强圈；13、外部控制盒托板；14、上安装架；15、下安装架；16、反扭叶片；2、起落架；3、油箱；4、发动机；5、三叶螺旋桨；6、舵机安装位；7、活动舵面结构；71、中心碳架；72、三联装舵面；73、舵面支架；74、舵机安装架；8、粘接片。
以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
请参阅图1-5，本实施例提供了一种涵道式飞行器，其包括机体1、活动安装在机体1外侧位置处的起落架2、油箱3、设置在机体1上的发动机4、固定连接在发动机4输出端位置处的三叶螺旋桨5、贯穿设置在机体1上的四组舵机安装位6、固定安装在对应舵机安装位6上的活动舵面结构7以及通过碳布粘接固定于机体1上的粘接片8。本实施例的飞行器搭载有飞行控制系统，该飞行控制系统共有五组舵机(单个舵机50kg)其四组舵机带动驱动活动舵面7来控制飞行器的飞行方向，此外，还控制油门舵机以保证飞行器的飞行高度，本实施例搭载的飞行控制系统支持地面站，并且带有定高、GPS和自稳等功能。
机体1包括外壳11、固定安装在外壳11顶部位置处的层板加强圈12、两组外部控制盒托板13、固定安装在层板加强圈12上的上安装架14和下安装架15、固定安装在外壳11内的反扭叶片16。
外壳11起着美化飞行器、保护线路设备以及降低风阻的作用。外壳11和层板加强圈12组合成弧型桶状结构。起落架2装配于飞行器结构的下部位置，其提供起飞降落或地面滑行时的支撑。外壳11和起落架2均为碳纤维材质，具有重量很轻强度较低的优点。层板加强圈12用于保证整体强度与内部尺寸。本实施例，采用外壳11和层板加强圈12构成的单体涵道结构。
两组外部控制盒托板13焊接在层板加强圈12的相对应两侧外壁位置处。上安装架14和下安装架15均为铝合金材质。上安装架14位于下安装架15的上方，且下安装架15位于层板加强圈12的内部。反扭叶片16位于三叶螺旋桨5的下方，且反扭叶片16的数量为九组。九组反扭叶片16以外壳11的中心为定点环绕布置。反扭叶片16用于抑制飞行器的自旋，其起到连接中心圈的作用的同时，提高飞行器机体结构的强度。
油箱3内嵌固定在层板加强圈12内侧位置处。油箱3为自制的软油箱，为发动机4进行供油，其采用内嵌的方式进行隐藏固定，适用于狭小空间的安装使用且无需外挂巨大的油箱，使得整个飞行器结构紧凑、占用空间小。
发动机4通过上安装架14和下安装架15与机体1固定连接。本实施例以选用275发动机作为发动机4为例进行说明。三叶螺旋桨5位于外壳11内。本实施例，使用自研的三叶螺旋桨5来提供50kg左右的最大升力，从而为整个飞行器提供动力。本实施例，基于三叶螺旋桨5在外壳11内的内置式装配，有效隔绝风阻干扰，从而极大地提升了飞行器的动力并提高了飞机的续航能力。
四组舵机安装位6均匀分布。活动舵面结构7包括中心碳架71、固定连接在对应中心碳架71上的四组三联装舵面72、固定安装在对应三联装舵面72背向中心碳架71位置处的舵面支架73、固定安装在对应三联装舵面72上的舵机安装架74。
中心碳架71的上转轴位置处固定安装有自润滑轴承。中心碳架71起着提供四组三联装舵面72在对应位置处的装配定位和安装支撑的作用。三联装舵面72的两侧舵面位置处固定安装有舵面连杆。三联装舵面72的中部舵面与舵机直接连接。三联装舵面72的两侧舵面通过舵面连杆与中部舵面进行联动。舵机安装架74粘接设置在舵机安装位6上，其用于提供舵机的安装支撑。由舵机安装架74装配的舵机来操纵飞行器舵面的转动，从而适应性的进行飞行角度/方向的调节。粘接片8用于提供舵面支架73的装配定位。粘接片8上开设有开口卡槽，其用于卡住舵面支架73的外侧位置。本实施例，基于粘接卡装，保证活动舵面结构7可灵活进行拆卸，为调试提供便利。
综上，本实施例的飞行器，相较于当下飞行器而言，具备下述优点：本实施例的飞行器，搭载有单体涵道结构，配合螺旋桨内置设计，极大地提升了飞行器的动力并提高了飞机的续航能力，可克服螺旋桨产生的自旋并提高了飞行器机体结构的强度，此外，所有的控制系统都集中单体涵道结构内，降低了体积的同时极大地提高了飞机的载荷能力。本实施例的飞行器，具有体积相对小、有效载荷大、续航能力较强和集成度很高，不需要折叠运输，方便使用的优点，推广前景优异。
对于所涉及的各个部件的命名，以其在说明书中描述的功能作为命名的标准，而不受本发明所用到的具体的名词的限定，本领域的技术人员也可以选用其它的名词来描述本发明的各个部件名称。

Claims (10)

1.一种涵道式飞行器，其特征在于，包括：
机体(1)，其包括外壳(11)、固定安装在所述外壳(11)顶部位置处的层板加强圈(12)和固定安装在所述外壳(11)内的反扭叶片(16)；所述外壳(11)和所述层板加强圈(12)组合成弧型桶状结构；
内嵌固定在所述层板加强圈(12)内侧位置处的油箱(3)；
设置在所述机体(1)上的发动机(4)；
位于所述外壳(11)内的三叶螺旋桨(5)，其固定连接在所述发动机(4)输出端位置处；
贯穿设置在所述机体(1)上的四组舵机安装位(6)；以及
固定安装在对应舵机安装位(6)上的活动舵面结构(7)，其包括中心碳架(71)、固定连接在对应中心碳架(71)上的四组三联装舵面(72)、固定安装在对应三联装舵面(72)背向所述中心碳架(71)位置处的舵面支架(73)、固定安装在对应三联装舵面(72)上的舵机安装架(74)。
2.根据权利要求1所述的一种涵道式飞行器，其特征在于，所述反扭叶片(16)位于所述三叶螺旋桨(5)的下方，且反扭叶片(16)的数量为九组；
九组所述反扭叶片(16)以所述外壳(11)的中心为定点环绕布置。
3.根据权利要求1所述的一种涵道式飞行器，其特征在于，所述机体(1)还包括两组外部控制盒托板(13)、固定安装在所述层板加强圈(12)上的上安装架(14)和下安装架(15)；
所述发动机(4)通过上安装架(14)和下安装架(15)与所述机体(1)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种涵道式飞行器，其特征在于，两组所述外部控制盒托板(13)焊接在所述层板加强圈(12)的相对应两侧外壁位置处；
所述上安装架(14)和下安装架(15)均为铝合金材质；所述上安装架(14)位于所述下安装架(15)的上方，且下安装架(15)位于所述层板加强圈(12)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种涵道式飞行器，其特征在于，四组所述舵机安装位(6)均匀分布。
6.根据权利要求1所述的一种涵道式飞行器，其特征在于，所述中心碳架(71)的上转轴位置处固定安装有自润滑轴承；
所述中心碳架(71)起着提供四组三联装舵面(72)在对应位置处的装配定位和安装支撑的作用。
7.根据权利要求1所述的一种涵道式飞行器，其特征在于，所述舵机安装架(74)粘接设置在所述舵机安装位(6)上，其用于提供舵机的安装支撑；所述三联装舵面(72)的两侧舵面位置处固定安装有舵面连杆；
所述三联装舵面(72)的中部舵面与舵机直接连接；所述三联装舵面(72)的两侧舵面通过舵面连杆与中部舵面进行联动。
8.根据权利要求1所述的一种涵道式飞行器，其特征在于，所述飞行器还包括活动安装在所述机体(1)外侧位置处的起落架(2)；
所述外壳(11)和所述起落架(2)均为碳纤维材质。
9.根据权利要求1所述的一种涵道式飞行器，其特征在于，所述飞行器还包括通过碳布粘接固定于所述机体(1)上的粘接片(8)，其用于提供所述舵面支架(73)的装配定位；
所述粘接片(8)上开设有开口卡槽，其用于卡住所述舵面支架(73)的外侧位置。
10.一种涵道式飞行器在消防救援以及物资运输中的应用。
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