CN206187340U - 一种飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种飞行器，因为第一旋转翼能够为机身提供水平的推力或拉力，第二旋转翼能够为机身提供向上的升力，因此飞行器能够垂直起飞，水平飞行速度大，且能够悬停；尾翼包含两个垂直尾翼、一个水平尾翼和两个横杆，水平尾翼的两端与两个垂直尾翼的顶端相连接，由于垂直尾翼分别通过两个横杆与固定翼或机身连接，因此减少了机身的长度，减轻了飞机的重量，增加了飞机的航时，并且由于机身的长度减少，发动机或者电机安装于尾部，避免了机身重心偏后、比重难以配平等问题，综上，本实用新型固定翼飞行器飞行更加稳定。

Description

一种飞行器

技术领域

本实用新型属于飞行器技术领域，具体涉及一种飞行器。

背景技术

由于无人机具有体型小、成本低等优势，并且随着飞控技术、通信技术和电子技术的快速发展，无人机的性能不断增强、类型不断增多，因而使其在军用领域和民用领域中的应用需求不断增大。

无人机通常被分为固定翼无人机与旋转翼无人机。其中固定翼无人机依靠引擎推动，引擎驱动产生平行于机身轴线的水平推力，使无人机可以在空中高速飞行。但是由于引擎不能产生垂直于机身轴线的升力，所以固定翼无人机只能通过固定翼与空气间的相对运动来获得升力，以克服固定翼无人机的重力，升力的大小和固定翼与空气间的相对运动速度存在正相关关系，相对运动速度越大，固定翼无人机所获得的升力也越大。现有技术中，固定翼无人机存在着两个缺点：第一，起飞时需要较长的跑道才能使固定翼无人机获得足够的水平速度，以使固定翼无人机获得足够的升力起飞；第二，固定翼无人机在起飞后需要保持足够的飞行速度才能获得足够的升力以克服自身的重力。

旋转翼无人机依靠引擎使旋转翼绕自身轴线自转，旋转翼自转时与空气产生相对运动获得升力。由于旋转翼无人机产生的升力直接由引擎驱动旋转翼自转而产生，因此旋转翼无人机起飞无需具有水平飞行速度，即不再依赖跑道，克服了固定翼无人机依赖较长跑道的缺点。同时，旋转翼无人机也克服了固定翼无人机起飞后需要保持足够的飞行速度的缺点，旋转翼无人机可以垂直升降、空中悬停、向前后左右飞行，具有飞行姿态多样化的优点。但是，由于旋转翼提供的主要是升力，旋转翼无人机获得的平行于机身轴线的水平推力较小，所以水平飞行速度较慢。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够以零速度起飞着陆，具备悬停能力，水平飞行速度大，飞行的更平稳并且航时更长的飞行器。

本实用新型提供了一种飞行器，其特征在于，包括：机身，机身具有一对称面，机身的轴线和飞行器的重心均位于机身的对称面上，机身上连接有两固定翼，两固定翼对称设置在机身的对称面的两侧；第一旋转翼，为飞行器提供前进的力，包含：安装在机身的头部或尾部的第一电机、以及安装在第一电机的电机轴上的第一螺旋桨，第一电机的电机轴轴线与机身的轴线平行；至少一个第二旋转翼，为飞行器提供向上的升力，每个第二旋转翼包含：安装在机身的上方的第二电机、以及安装在第二电机的电机轴上的第二螺旋桨；尾翼，相对于机身的对称面对称设置，尾翼包含：两个垂直尾翼、一个水平尾翼、以及两个横杆，水平尾翼的两端分别安装在两个垂直尾翼的顶端，两个横杆分别安装在两个固定翼上或者机身上且相对于机身的对称面对称设置，两个垂直尾翼分别固定在两个横杆朝向机身尾部的一端。

进一步，在本实用新型提供的飞行器中，还可以具有这样的特征：其中，固定翼可拆卸地安装在机身上。

进一步，在本实用新型提供的飞行器中，还可以具有这样的特征：其中，一对固定翼远离机身的一端均设置有翼尖小翼。

进一步，在本实用新型提供的飞行器中，还可以具有这样的特征：其中，第二电机的电机轴轴线与垂直于水平面的直线的夹角范围为5°到10°。

进一步，在本实用新型提供的飞行器中，还可以具有这样的特征：其中，第二旋转翼为一个，第二旋转翼安装在机身的顶部，且第二电机嵌入机身内，第二电机的电机轴轴线垂直于水平面，且通过飞行器的重心。

进一步，在本实用新型提供的飞行器中，还可以具有这样的特征：其中，两个横杆平行设置。

进一步，在本实用新型提供的飞行器中，还可以具有这样的特征：其中，横杆与相对应的固定翼固定连接，且横杆朝向机身头部的一端悬空。

进一步，在本实用新型提供的飞行器中，还可以具有这样的特征：其中，第二旋转翼为四个，每个横杆上均安装两个第二旋转翼，两个横杆上的四个第二旋转翼相对于机身的对称面对称设置。

进一步，在本实用新型提供的飞行器中，还可以具有这样的特征：其中，机身的底部安装有用于飞行器着陆时的起落架，起落架包含安装在机身的底部的支架、以及安装在支架上的三个轮子，三个轮子呈三角形。

进一步，在本实用新型提供的飞行器中，还可以具有这样的特征，还包括：飞行控制单元，用于控制第一旋转翼、所有第二旋转翼的运行，安装在机身内部且与第一电机、所有第二电机相连接；遥控器，与飞行控制单元信号连接；动力单元，用于为第一和第二电机提供能量，安装在机身内部且与第一电机、所有第二电机和飞行控制单元相连接。

本实用新型提供了如下优点：

根据本实用新型所涉及的飞行器，因为第一旋转翼能够为机身提供水平的推力或拉力，第二旋转翼能够为机身提供向上的升力，因此飞行器能够垂直起飞，水平飞行速度大，且能够悬停；尾翼包含两个垂直尾翼、一个水平尾翼和两个横杆，水平尾翼的两端与两个垂直尾翼的顶端相连接，垂直尾翼分别通过两个横杆与固定翼或机身连接，因此减少了机身的长度，减轻了飞机的重量，增加了飞机的航时，并且由于机身的长度减少，发动机或者电机安装于尾部，避免了机身重心偏后、比重难以配平等问题，因此，飞行更加平稳，所以，本实用新型的飞行器不仅能够以零速度起飞着陆，具备悬停能力，水平飞行速度大，能以固定翼飞行的方式水平飞行，而且飞行的更平稳，航时更长。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中飞行器的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例中飞行器的主视图；

图3是本实用新型的实施例中飞行器的侧视图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型飞行器作具体阐述。

如图1、图2、图3所示，在本实施例中，飞行器100(以下简称飞行器100)不仅能够以零速度起飞着陆，具备悬停能力，而且水平飞行速度大，能以固定翼飞行的方式水平飞行。飞行器100包含：机身10、一对固定翼20、第一旋转翼30、至少一个第二旋转翼40、尾翼50、飞行控制单元(图中未显示)、动力单元(图中未显示)和起落架60。

机身10为对称设置，具有一对称面，图2中虚线为对称面。机身10的轴线和飞行器100的重心均位于机身10的对称面上。

两个固定翼20分别对称安装在机身10的对称面的两侧，当飞行器达到一定水平飞行速度后，固定翼为飞行器提供足够的升力，保证飞机能够正常飞行。在本实施例中，机身10的两侧设置插槽，两个固定翼20分别嵌入两个插槽内，使固定翼20可拆卸地安装在机身10上；两个固定翼20的远离机身10的一端均设置有翼尖小翼21。

第一旋转翼30安装在机身10的头部或者尾部，主要用于为飞行器提供前进的拉力或推力。第一旋转翼30包含：第一电机和第一螺旋桨，第一电机的电机轴轴线与机身10的轴线平行，第一螺旋桨安装在第一电机的电机轴上。在本实施例中，第一旋转翼30安装在机身10的尾部，第一电机固定在机身10的尾部，第一电机的电机轴伸出机身10外，因此，第一电机能够驱动第一螺旋桨转动，从而产生向前的推力。当然，第一旋转翼30也可以安装在机身10的头部，对飞行器100产生向前的拉力。

第二旋转翼40安装在机身10的上方，用于为飞行器提供向上的升力。第二旋转翼40包含：第二电机和第二螺旋桨。第二电机安装在机身10上或者其它部件上，第二电机的电机轴轴线与水平面不平行，并且第二电机的电机轴轴线朝向机身10顶部的方向。本实用新型中的水平面定义为与机身10的对称面垂直，且与机身10的轴线平行的平面，以下提到的水平面均为此定义的水平面。第二螺旋桨安装在第二电机的电机轴上，第二电机能够驱动第二螺旋桨转动。最优的，第二电机的电机轴轴线与垂直于水平面的直线的夹角范围为5°到10°。在本实施例中，第二电机的电机轴轴线与垂直于水平面的直线的夹角为8°。

第二旋转翼40可以为一个，也可以为多个，当第二旋转翼40为一个时，第二旋转翼40位于机身10的顶部，且第二电机嵌入机身10内。第二电机的电机轴轴线垂直于水平面，且通过飞行器100的重心。当第二旋转翼40为多个时，机身10上设置机架，第二旋转翼40安装在机架上，安装的位置使得所有第二旋转翼40旋转时产生的合力方向与机身10的对称面平行且竖直方向的分力朝向机身10的顶部。

尾翼50用于操纵飞机俯仰和偏转，保证飞机能平稳飞行，安装在机身10的尾部，相对于机身10的对称面对称设置。尾翼50包含：两个垂直尾翼51、一个水平尾翼52和两个横杆53，水平尾翼52的两端分别安装在两个垂直尾翼51的顶端，两个横杆53分别安装在两个固定翼20或者机身10上，且相对于机身10的对称面对称设置，两个垂直尾翼51分别固定在两个横杆53朝向机身10尾部的一端。

由于垂直尾翼51和水平尾翼52通过横杆53连接到机身10或固定翼20上，因此减少了机身的长度，从而减轻了飞机的重量，增加了飞机的航时；并且由于机身10的长度减少，发动机或者第一旋转翼30安装于尾部，避免了机身重心偏后、比重难以配平等问题，因此，飞行器100飞行更加平稳。

在本实施例中，两个横杆53平行设置，且与机身10的轴线平行，两个横杆53分别安装在两个固定翼20上，且与相对应的固定翼20固定连接，两个横杆53朝向机身10头部的一端悬空。第二旋转翼40为4个。4个第二旋转翼40分别安装在两个横杆53上，每个横杆53上安装两个第二旋转翼40，两个横杆53上的第二旋转翼40相对于机身10的对称面对称设置。4个第二旋转翼40旋转时产生的合力方向与机身10的对称面平行，竖直方向的分力朝向机身10的顶部。

当然，第二旋转翼也可以不安装在横杆53上，本实施例安装在横杆上53，不仅结构简单，而且还能减轻飞行器总重量。第二旋转翼只要位于机身10的上方，为飞行器100提供向上的升力即可，根据第二旋转翼的个数，机身10上还可以设置机架，以方便安装第二旋转翼。

起落架60安装在机身10的底部，用于飞行器100起飞和着陆用。在本实施例中，起落架60包含安装在机身10底部的支架和安装在支架底部的三个轮子，三个轮子呈三角形设置。

飞行控制单元用于控制第一旋转翼30、所有第二旋转翼40的旋转。飞行控制单元安装在机身10内部，与第一电机、所有第二电机电路连接。

动力单元用于为飞行器提供能量。动力单元安装在机身10内部，与第一电机、所有第二电机和飞行控制单元电路连接。

飞行器100还包含遥控器，与飞行控制单元信号连接，用于向飞行控制单元发送控制信号。另外，飞行器100还包含升降舵、副翼和方向舵等常见部件。

操作方法：

起飞时，飞行控制单元控制第一电机不启动，第二电机启动，使得第二螺旋桨旋转，为飞行器100提供向上的升力，当第二旋转翼40提供的向上的升力大于飞行器100的重力时，飞行器100起飞。

飞行器100起飞后，第一电机一直保持关闭的状态，第二电机可以控制飞行器100悬停或低速向前飞行。采用差动控制，分别控制多个第二旋转翼40的旋转，可以控制飞行器100俯仰、滚转和偏航。

当飞行器100起飞到一定高度时，保持第二旋转翼40的转速不变，使得飞行器100保持在此高度，然后，飞行控制单元控制第一电机启动，使得第一螺旋桨转动，为飞行器100提供向前的力，飞行器100进入向前加速飞行阶段，当飞行器100的水平飞行达到一定速度后，飞行控制单元控制第二电机停止工作，飞行器100进入水平飞行阶段，此时相当于固定翼飞行器。

在水平飞行阶段，若要飞行器100悬停，则需控制第一电机停止工作，第二电机启动，当飞行器的水平速度降为0时，飞行器100即处于悬停状态。

飞行器100降落时，使得飞行器100处于悬停状态，飞行控制单元控制第一电机停止工作，第二螺旋桨的转速逐渐减小，使得第二旋转翼40产生的升力小于重力，飞行器100降落。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种飞行器，其特征在于，包括：

机身，所述机身具有一对称面，所述机身的轴线和飞行器的重心均位于所述机身的对称面上，所述机身上连接有两固定翼，两所述固定翼对称设置在所述机身对称面的两侧；

第一旋转翼，为所述飞行器提供前进的力，包含：安装在所述机身的头部或尾部的第一电机、以及安装在所述第一电机的电机轴上的第一螺旋桨，所述第一电机的电机轴轴线与所述机身的轴线平行；

至少一个第二旋转翼，为所述飞行器提供向上的升力，每个所述第二旋转翼包含：安装在所述机身的上方的第二电机，以及安装在所述第二电机的电机轴上的第二螺旋桨，以及

尾翼，相对于所述机身的对称面对称设置，所述尾翼包含：两个垂直尾翼、一个水平尾翼、以及两个横杆，所述水平尾翼的两端分别安装在两个所述垂直尾翼的顶端，两个所述横杆分别安装在两个所述固定翼上或所述机身上且相对于所述机身的对称面对称设置，两个垂直尾翼分别固定在两个所述横杆朝向所述机身尾部的一端。

2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：

所述固定翼可拆卸地安装在所述机身上。

3.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：

一对所述固定翼远离所述机身的一端均设置有翼尖小翼。

4.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：

所述第二电机的电机轴轴线与垂直于水平面的直线的夹角范围为5°到10°。

5.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：

所述第二旋转翼为一个，所述第二旋转翼安装在所述机身的上方，且所述第二电机嵌入所述机身内，所述第二电机的电机轴轴线垂直于水平面，且通过飞行器的重心。

6.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：

两个所述横杆平行设置，且与所述机身的轴线平行。

7.根据权利要求6所述的飞行器，其特征在于：

所述横杆与相对应的所述固定翼固定连接，且所述横杆朝向所述机身头部的一端悬空。

8.根据权利要求7所述的飞行器，其特征在于：

所述第二旋转翼为四个，每个所述横杆上均安装两个所述第二旋转翼，两个所述横杆上的四个所述第二旋转翼相对于所述机身的对称面对称设置。

9.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：

所述机身的底部安装有用于飞行器着陆时的起落架，所述起落架包含安装在所述机身的底部的支架，以及安装在所述支架上的三个轮子，所述三个轮子呈三角形。

10.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，还包括：

飞行控制单元，用于控制所述第一旋转翼、所有所述第二旋转翼的运行，安装在所述机身内部且与所述第一电机、所有所述第二电机相连接；

遥控器，与所述飞行控制单元信号连接；

动力单元，用于为第一电机和第二电机提供能量，安装在所述机身内部且与所述第一电机、所有所述第二电机和飞行控制单元相连接。