CN206552261U - 一种倾转旋翼无人机 - Google Patents
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Abstract
一种倾转旋翼无人机，包括机身、可倾转机翼、可倾转水平尾翼、垂直尾翼、动力系统和起落架，其特征在于，所述动力系统包括设置于机翼上的机翼动力装置、设置于水平尾翼上的尾翼动力装置、油箱和输油管路，各动力装置和油箱在机身垂直对称面两侧呈对称分布。所述机翼动力装置和/或所述尾翼动力装置包括变距机构，所述变距机构可以通过机械传动调节螺旋桨各桨叶相对桨叶自身轴线的角度。机翼和水平尾翼均可通过倾转机构进行大角度倾转，可在控制系统的操纵下实现多旋翼模式和固定翼模式的自由转换。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人飞行器领域，尤其涉及一种油动可变距倾转旋翼无人机。
背景技术
随着无人机技术的发展，许多新型布局的无人机开始出现在人们的视野当中，这其中就包括倾转旋翼无人机。倾转旋翼无人机是一种兼具固定翼无人机和多旋翼无人机优势的新型无人机，其既可实现垂直起降又可在较高的巡航速度下平稳飞行，是一种效率较高的飞行器。现阶段市面上的倾转旋翼无人机大都采用锂电池作为动力，锂电池虽然具有比能量大、比体积大、无污染等优点，但是其仍然很难满足现今工业级无人机的长航时和大载荷的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有电动倾转旋翼无人机的技术缺陷，提供一种长航时、大载荷且飞行效率较高的油动可变距倾转旋翼无人机。
为实现本实用新型的技术目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种倾转旋翼无人机，包括机身、可倾转机翼、可倾转水平尾翼、垂直尾翼、动力系统和起落架，其特征在于，所述动力系统包括设置于机翼上的机翼动力装置、设置于水平尾翼上的尾翼动力装置、油箱和输油管路，所述机翼动力装置和/或所述尾翼动力装置包括变距机构，所述变距机构可以调节螺旋桨各桨叶相对桨叶自身轴线的角度。
根据上述任意一项技术方案所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述机翼动力装置和所述尾翼动力装置均采用燃油作为动力。
根据上述任意一项技术方案所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述变距机构包括变距舵机和变距摇臂。
根据上述任意一项技术方案所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述无人机包括位于可倾转机翼两侧的两个机翼动力装置和位于可倾转水平尾翼的一个尾翼动力装置；或者所述无人机包括位于可倾转机翼两侧的两个机翼动力装置和位于可倾转水平尾翼两侧的两个尾翼动力装置；并且所述机翼动力装置和所述尾翼动力装置各自具有一个变距机构。
根据上述任意一项技术方案所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述无人机还包括固定于机身的垂直尾翼，所述垂直尾翼不可倾转。
根据上述任意一项技术方案所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述可倾转机翼为上单翼布局，设置于所述机身上方。
根据上述任意一项技术方案所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述可倾转机翼的倾转转轴设置于靠近机翼后缘的位置。
根据上述任意一项技术方案所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述无人机起落架包括前起落架和后起落架，两者均采用轮式结构。
在一个更为具体的技术方案中，本实用新型的无人机主要由机体结构、动力系统、控制系统和倾转机构组成。
以上所述机体结构由机身、机翼、尾翼、起落架构成，机体结构采用流线型设计，具有良好的气动外形，大大减少了飞行阻力。机翼为展弦比较大的平直翼，可以提供较大的升力。尾翼为常规式尾翼布局，平尾可改为全动式平尾以提高其操纵效率。起落架采用后三点式布局，并且配备有相应的减震装置。
以上所述动力系统由机翼动力装置、尾翼动力装置、油箱和输油管路构成，这其中机翼动力装置安装在机翼中部，尾翼动力装置安装在水平尾翼，油箱安装在机身中部。各动力装置和油箱在机身垂直对称面两侧呈对称分布。由于燃油发动机的特殊性，各动力装置与机翼和水平尾翼的连接部位还优选设有吸震、减震的装置。每个动力装置均可进行大角度倾转，实现多旋翼模式和固定翼模式的自由转换。此外，每个动力装置还配备有变距机构，可通过机械传动调节螺旋桨各桨叶相对桨叶自身轴线的角度，使其桨叶的攻角可以在一定范围内进行调整，进而可以调节每个螺旋桨的升力大小，提高了螺旋桨的推进效率和飞行控制效率。
以上所述控制系统由飞行控制系统、姿态测量系统、数据传输系统等构成，可以对飞行器的平飞状态和垂飞状态进行检测和控制，以达到稳定飞行的效果。
以上所述倾转机构由变距舵机和变距摇臂构成，可以通过机械传动控制机翼及尾翼的倾转角度。当机翼和水平尾翼都倾转至竖直方向时，机翼动力装置和尾翼动力装置产生的推力朝上，无人机处于多旋翼模式，可以进行垂直起降及空中悬停；当机翼和水平尾翼都倾转至水平方向时，机翼动力装置和尾翼动力装置产生的推力朝前，无人机处于固定翼模式，可以进行速度较快、效率较高的水平飞行。
本实用新型的技术方案可取得的有益效果包括以下任意一项：
1)可垂直起降，多个可大角度倾转的动力装置以及先进的飞行监测与控制系统可以很好地保证垂飞阶段和垂飞-平飞过渡阶段的稳定性与安全性；
2)续航时间长，相比于电池动力倾转旋翼无人机，燃油动力无人机的续航时间更长。
3)载重量大，相比于电池动力倾转旋翼无人机，燃油动力无人机的载重量更大，可以携带更多的任务载荷；
4)飞行效率高，变距功能使其既具有低速桨特性又具有高速桨特性，能够兼顾水平高速飞行和垂直低速飞行。
5)控制效率高，采用可变桨距动力装置，可有效提高飞行控制效率，使无人机在垂直起降阶段平稳性更好；
6)在悬停状态下，其垂直舵面可有效补偿侧风带来的影响，有助于飞行器定点稳定悬停。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的油动可变距倾转旋翼无人机在多旋翼模式下的示意图；
图2为本实用新型一个实施例的油动可变距倾转旋翼无人机在固定翼模式下的示意图；
图3为本实用新型一个实施例的油动可变距倾转旋翼无人机的变距机构的示意图；
图4为本实用新型一个实施例的油动可变距倾转旋翼无人机的螺旋桨的示意图；
图5为本实用新型一个实施例的油动可变距倾转旋翼无人机的供油管路示意图；
图6为本实用新型一个实施例的油动可变距倾转旋翼无人机在多旋翼模式下的示意图；
图7为本实用新型一个实施例的油动可变距倾转旋翼无人机在固定翼模式下的示意图；
其中：
1-机身、2-可倾转机翼、3-可倾转水平尾翼、4-垂直尾翼、5-起落架、6-尾翼倾转机构、7-机翼倾转机构、8-机翼动力装置、9-尾翼动力装置、10-方向舵、11-机翼动力装置变距机构、12-尾翼动力装置变距机构、13-副翼、14-变距舵机、15-变距摇臂、16-可动旋翼头、17-油箱、18-输油管路。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于此。
本实用新型的一个实施例提供一种油动可变距倾转旋翼无人机，主要由机体结构、动力系统、控制系统和倾转机构组成。其主要特征在于：以燃油作为动力，机翼和水平尾翼可以通过机体内部的倾转机构进行大角度倾转，以实现多旋翼模式和固定翼模式的切换，同时每个动力装置还配备有变距装置，可有效提高飞行效率。
以上所述机体结构由机身1、可倾转机翼2、可倾转水平尾翼3、垂直尾翼4、起落架5构成，机体结构采用流线型设计，具有良好的气动外形，大大减少了飞行阻力。起落架5上还配有减震装置，可以有效减少着陆时产生的震动。
以上所述动力系统由设置在可倾转机翼2上的机翼动力装置8、设置在可倾转水平尾翼3上的尾翼动力装置9、安装在机身内部的油箱17、及输油管路18构成，各动力装置和油箱在机身垂直对称面两侧对称分布。由于燃油发动机的特殊性，各动力装置与可倾转机翼2和可倾转水平尾翼3的连接部位还优选安装有吸震、减震的装置。可倾转机翼2和可倾转尾翼3均可分别通过机翼倾转机构7和尾翼倾转机构6进行大角度倾转，实现多旋翼模式和固定翼模式的自由转换。此外，每个动力装置还配备有变距机构(机翼动力装置变距机构11和尾翼动力装置变距机构12)，该变距机构可通过变距舵机14拉动变距摇臂15，调节螺旋桨各桨叶相对桨叶自身轴线X的角度，使其桨叶的攻角可以在一定范围内进行调整，进而可以调节每个螺旋桨的升力大小，提高了螺旋桨的推进效率和飞行控制效率。
以上所述控制系统由飞行控制系统、姿态测量系统、数据传输系统等构成，安装在机体内部，可以对飞行器的平飞状态和垂飞状态进行检测和控制，以达到稳定飞行的效果。
以上所述倾转机构由变距舵机14和变距摇臂15构成，机翼倾转机构11和尾翼倾转机构12都可以通过机械传动的方式控制可倾转机翼2和可倾转水平尾翼3的倾转角度。
当可倾转机翼2和可倾转水平尾翼3都倾转至竖直方向，机翼动力装置8和尾翼动力装置9产生的推力朝上，无人机处于多旋翼模式，可以进行垂直起降及空中悬停；当可倾转机翼2和可倾转水平尾翼3都倾转至水平方向时，机翼动力装置8和尾翼动力装置9产生的推力朝前，无人机处于固定翼模式，可以进行速度较快、效率较高的飞行。此外，多个动力装置的对称布局方式提高了无人机在垂飞阶段及过渡阶段的稳定性和机动性，具有广阔的应用前景。
在另一个实施例中，本实用新型的油动可变距倾转旋翼无人机也可如图5、图6所示配备四个(或四个以上的)动力装置，以得到更大的动力。
Claims (8)
1.一种倾转旋翼无人机，包括机身(1)、可倾转机翼(2)、可倾转水平尾翼(3)、垂直尾翼(4)、动力系统和起落架(5)，其特征在于，所述动力系统包括设置于机翼上的机翼动力装置(8)、设置于水平尾翼上的尾翼动力装置(9)、油箱(17)和输油管路(18)，所述机翼动力装置和/或所述尾翼动力装置包括变距机构，所述变距机构可以调节螺旋桨各桨叶相对桨叶自身轴线X的角度。
2.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述机翼动力装置(8)和所述尾翼动力装置(9)均采用燃油作为动力。
3.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述变距机构包括变距舵机(14)和变距摇臂(15)。
4.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述无人机包括位于可倾转机翼(2)两侧的两个机翼动力装置(8)和位于可倾转水平尾翼(3)的一个尾翼动力装置(9)；或者所述无人机包括位于可倾转机翼(2)两侧的两个机翼动力装置(8)和位于可倾转水平尾翼(3)两侧的两个尾翼动力装置(9)；并且所述机翼动力装置和所述尾翼动力装置各自具有一个变距机构。
5.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述无人机还包括固定于机身的垂直尾翼(4)，所述垂直尾翼(4)不可倾转。
6.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述可倾转机翼(2)为上单翼布局，设置于所述机身(1)上方。
7.根据权利要求6所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述可倾转机翼(2)的倾转转轴设置于靠近机翼后缘的位置。
8.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，所述无人机起落架(5)包括前起落架和后起落架，两者均采用轮式结构。
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Cited By (3)
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| CN108045561A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-18 | 惠阳航空螺旋桨有限责任公司 | 一种桨叶桨距拨套支撑盘组件 |
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| CN114524091A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-24 | 北京大学 | 一种可变结构的跨介质飞行器 |
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