CN115520382A - 尾座式垂直起降无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种尾座式垂直起降无人机。所述尾座式垂直起降无人机，包括机身、机翼、连接组件以及涵道螺旋桨变推力系统；所述涵道螺旋桨变推力系统位于所述机身尾部，且通过所述连接组件与所述机身连接；所述涵道螺旋桨变推力系统用于产生无人机飞行所需的推力，以及改变所述推力的方向。所述涵道螺旋桨变推力系统包括涵道、支架、供能件、动力组件与方向调节件；本发明采用通过将涵道螺旋桨变推力系统设置在机身的尾部，实现尾座式设计，能够实现垂直起降高速无人机具有垂直起降功能，因此不需要起降跑道，或者弹射和回收等附属装置，部署时间短，不受场地限制，可以部署在地形复杂的丘陵山地和城市街道，甚至是小型水面舰艇和潜艇上。

Description

尾座式垂直起降无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体的，涉及尾座式垂直起降无人机，特别的，涉及一种尾座式垂直起降高速无人机。

背景技术

常规多旋翼无人机，具备垂直起降功能，不具备快速飞行能力。常规固定翼无人机，具备快速飞行能力，一般不具备垂直起降能力。多旋翼固定翼复合式无人机，具备垂直起降和快速飞行能力，但能量利用效率低，航时航程较短。倾转旋翼无人机，具备垂直起降和快速飞行能力，能量转化效率较高，但飞行控制技术难度大，可靠性较差，经常发生坠机事故。

专利文献CN107757899A公开了一种装载量大的多旋翼无人机装载装置及多旋翼无人机，属于无人机技术领域，目的在于提供一种装载量大的多旋翼无人机装载装置及多旋翼无人机，解决现有多旋翼无人机装载量较低的问题。所述装载装置包括储物盒，所述储物盒包括第一储物组件、以及位于第一储物组件右侧的第二储物组件，第一储物组件的右侧开设有右卡槽，并在相邻两右卡槽之间形成右栏栅；第二储物组件的左侧开设有与右栏栅相适配的左卡槽，并在相邻两左卡槽之间形成与右卡槽相适配的左栏栅，还设置有两根连接条，连接条下部分别与第一储物组件、第二储物组件相连。但该方案仍然没有提高无人机的快速飞行能力。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种尾座式垂直起降无人机。

根据本发明提供的一种尾座式垂直起降无人机，包括机身、机翼、连接组件以及涵道螺旋桨变推力系统；

所述机翼安装在所述机身上，所述涵道螺旋桨变推力系统位于所述机身尾部，且通过所述连接组件与所述机身连接；

所述涵道螺旋桨变推力系统用于产生无人机飞行所需的推力，以及改变所述推力的方向。

优选的，所述涵道螺旋桨变推力系统包括涵道、支架、供能件、动力组件与方向调节件；

所述动力组件用于产生无人机飞行所需的推力，方向调节组件用于改变所述推力的方向；

所述涵道为环形结构，所述动力组件通过所述支架安装在所述涵道环形中心处。

优选的，所述动力组件包括螺旋桨、电机；

螺旋桨的中心与电机所具有的转轴固定相连，所述螺旋桨可由电机驱动转动，产生向后的气流和推力。

优选的，所述方向调节件包括舵面、舵面转轴以及舵机；

所述舵面转轴与涵道固定相连，所述舵面安装在所述舵面转轴上，且能够绕舵面转轴转动；所述舵面转轴位于所述动力组件后端；

所述舵机与所述舵面传动连接，用于驱动所述舵机沿舵面转轴转动。

优选的，还包括电调，所述与所述电机电器连接。

优选的，所述供能件为电池，所述电调、电机、舵机均与电池电气相连，所述电池用于为所述电调、电机和舵机供电。

优选的，所述机身呈流线型。

优选的，所述机翼为后掠梯形翼。

优选的，电池、舵机以及电调均位于涵道内部。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1.本发明采用通过将涵道螺旋桨变推力系统设置在机身的尾部，实现尾座式设计，能够实现垂直起降高速无人机具有垂直起降功能，因此不需要起降跑道，或者弹射和回收等附属装置，部署时间短，不受场地限制，可以部署在地形复杂的丘陵山地和城市街道，甚至是小型水面舰艇和潜艇上。

2.本发明提供的尾座式垂直起降无人机，采用螺旋桨提供推力，拥有高速水平巡飞能力，前飞时比传统多旋翼无人机飞行速度更大，更加机动灵活，续航能力更强。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的正视示意图；

图2是本发明的整体布局示意图；

图3是本发明中涵道螺旋桨变推力系统的俯视示意图；

图4是本发明中涵道螺旋桨变推力系统的整体布局示意图；

图5是本发明中涵道螺旋桨变推力系统的电气连接示意图；

图6是本发明中涵道螺旋桨变推力系统的舵面与转轴示意图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种尾座式垂直起降无人机，如图1-2所示，包括机身1、机翼2、连接组件13以及涵道螺旋桨变推力系统14；所述机翼2安装在所述机身1上，所述涵道螺旋桨变推力系统14位于所述机身1尾部，且通过所述连接组件13与所述机身1连接；所述涵道螺旋桨变推力系统14用于产生无人机飞行所需的推力，以及改变所述推力的方向。

具体的，如图1所示，所述机身1的数量为1个，机翼2的数量为2个、连接组件13包括三根连接杆3，连接杆3为长条圆柱形杆；两片机翼对称分布于机身两侧，与机身固定相连；所述三根连接杆沿周向平均分布于机身1尾部，一端与机身固定相连，另一端与涵道螺旋桨变推力系统14固定相连；所述机身1呈流线型，所述机翼2为后掠梯形翼，可在前飞过程中产生足够升力，可作为前飞时的升力面，机身部位可根据任务装载相应载荷。

如图3-4所示，所述涵道螺旋桨变推力系统14包括涵道4、支架5、供能件、动力组件与方向调节件；所述动力组件用于产生无人机飞行所需的推力，方向调节组件用于改变所述推力的方向；所述涵道4为环形结构，所述动力组件通过所述支架5安装在所述涵道4环形中心处。

所述动力组件包括螺旋桨6、电机8；螺旋桨有三片桨叶，螺旋桨6的中心与电机8所具有的转轴固定相连，所述螺旋桨可由电机驱动转动，产生向后的气流和推力，能够推动本无人机垂直起降和水平前飞。所述支架5包括三根长杆，长杆的一端与涵道4固定相连，另一端与电机8固定相连；具体的，长杆一端与涵道4内壁固定相连，另一端与电机外壳固定相连；

所述方向调节件包括舵面7、舵面转轴12以及舵机11；所述舵面转轴12与涵道固定相连，如图6所示，所述舵面7安装在所述舵面转轴12上，且能够绕舵面转轴12转动；所述舵面转轴12位于所述动力组件后端；所述舵机11与所述舵面7传动连接，用于驱动所述舵机11沿舵面转轴12的转动。

在一个优选例中，所述舵面7、舵面转轴12的数量均为多个，数量一一对应；所有舵面转轴12均平行于水平面布置，且不同舵面7之间相互平行。

所述的尾座式垂直起降无人机，还包括电调9，所述与所述电机8电器连接。在一个优选例中，所述供能件为电池10，具体的，为航空锂电池。如图5所示，所述电调9、电机8、舵机11均与电池10电气相连，电池用于为所述电调9、电机8和舵机11供电。电池10、舵机11以及电调9均位于涵道结构内部。电调9可调节电机8转速；电机8可驱动螺旋桨6转动；舵机11可驱动舵面7绕舵面转轴12转动以改变螺旋桨产生的气流和推力方向。

本发明提供的尾座式无人机融合了旋翼无人机和固定翼无人机的优点。尾部采用涵道螺旋桨变推力系统作为动力装置，前部采用后掠梯形翼作为前飞时的升力面，机身部位可根据任务装载相应载荷。可由单兵携带，灵活机动部署与操控，可深入敌方纵深执行任务，可在岛礁、边境、城市等场景中执行战场侦察和监视、对地空攻击、电子对抗、通信中继和毁伤评估等任务。本发明可依靠尾部涵道螺旋桨变推力系统在小型海岛、舰艇甲板、城市街巷等狭小环境中垂直起飞，继而展开翼面，调整飞行姿态实现水平快速前飞与大范围巡飞。机身头部可装载探测载荷，对作战环境进行侦察探测，发现目标之后，可通过数据链进行目标信息回传，或使用机载武器对目标进行精确打击，随后可快速调整飞行姿态并返航回收，等待执行下一次作战任务。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种尾座式垂直起降无人机，其特征在于，包括机身(1)、机翼(2)、连接组件(13)以及涵道螺旋桨变推力系统(14)；

所述机翼(2)安装在所述机身(1)上，所述涵道螺旋桨变推力系统(14)位于所述机身(1)尾部，且通过所述连接组件(13)与所述机身(1)连接；

所述涵道螺旋桨变推力系统(14)用于产生无人机飞行所需的推力，以及改变所述推力的方向。

2.根据权利要求1所述的尾座式垂直起降无人机，其特征在于，所述涵道螺旋桨变推力系统(14)包括涵道(4)、支架(5)、供能件、动力组件与方向调节件；

所述动力组件用于产生无人机飞行所需的推力，方向调节组件用于改变所述推力的方向；

所述涵道(4)为环形结构，所述动力组件通过所述支架(5)安装在所述涵道(4)环形中心处。

3.根据权利要求2所述的尾座式垂直起降无人机，其特征在于，所述动力组件包括螺旋桨(6)、电机(8)；

螺旋桨(6)的中心与电机(8)所具有的转轴固定相连，所述螺旋桨可由电机驱动转动，产生向后的气流和推力。

4.根据权利要求3所述的尾座式垂直起降无人机，其特征在于，所述方向调节件包括舵面(7)、舵面转轴(12)以及舵机(11)；

所述舵面转轴(12)与涵道固定相连，所述舵面(7)安装在所述舵面转轴(12)上，且能够绕舵面转轴(12)转动；所述舵面转轴(12)位于所述动力组件后端；

所述舵机(11)与所述舵面(7)传动连接，用于驱动所述舵机(11)沿舵面转轴(12)转动。

5.根据权利要求3所述的尾座式垂直起降无人机，其特征在于，还包括电调(9)，所述与所述电机(8)电器连接。

6.根据权利要求5所述的尾座式垂直起降无人机，其特征在于，所述供能件为电池(10)，所述电调(9)、电机(8)、舵机(11)均与电池(10)电气相连，所述电池(10)用于为所述电调(9)、电机(8)和舵机(11)供电。

7.根据权利要求1所述的尾座式垂直起降无人机，其特征在于，所述机身(1)呈流线型。

8.根据权利要求1所述的尾座式垂直起降无人机，其特征在于，所述机翼(2)为后掠梯形翼。

9.根据权利要求6所述的尾座式垂直起降无人机，其特征在于，电池(10)、舵机(11)以及电调(9)均位于涵道(4)内部。

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