CN206797723U - 人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器 - Google Patents
人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，飞行器本体上设置有旋翼环、主动环和从动环，旋翼环上具有旋翼，旋翼的一端纵向铰接在旋翼环上，另一端上设置有燃气推进装置，主动环上具有燃气喷嘴，飞行器本体内设置有燃气储存罐，燃气储存罐连通燃气喷嘴，旋翼内具有连通燃气推进装置的燃气管。与现有技术相比，本实用新型的人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，通过旋翼环、主动环和从动环的各方向同步转动，实现旋翼持续的燃气供给，增长救援飞行器的工作时间，保证空中悬停以及多方向飞行功能，提高飞行器的利用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种旋翼飞行器，特别是人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，属于无人机设计领域。
背景技术
无人飞行器是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。无人飞行器按应用领域可分为军用与民用。
与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对环境要求低等优 点。无人飞行器与行业的应用，是无人飞行器真正的刚需。目前在航拍、农业植保、测绘、化核武器的紧急运输等领域的应用，大大的拓展了无人飞行器本身的用途。
然而，当前无人飞行器的续航普遍不足，通常为半个小时到一个小时之间，若要执行长时间的空中飞行时，难免出现续航不足的情况，例如，对救援现场进行航怕时，由于续航不足必须返回基地补充能源，如此一来，使得任务中断，切断了无人飞行器执行救援任务的连续性，增加了无人飞行器完成救援任务的时间。
如申请号为201510891132.2的一种用于执行救援任务的无人飞行器，所述无人飞行器包括无人飞行器主机及旋翼，所述无人飞行器还包括气体装置，所述旋翼与所述无人飞行器主机水平连接，所述气体装置设置于所述无人飞行器主机的上方，所述无人飞行器主机控制所述气体装置产生浮力以增加无人飞行器在空中的续航。本实用新型能够使得无人飞行器在空中时增加续航能力，保证无人飞行器执行救援任务的连续性，缩短无人飞行器完成任务的时间，提高了任务执行的效率，这种飞行器往往动力较弱，只能进行简单的搜救工作，而不能满足物资运输发放的工作。
又如专利号为201110415334.1的一种旋翼桨尖喷气式单人飞行器。该飞行器包括：飞行器机体和设置在其上的旋翼系统、动力系统、操纵系统和电气及飞行控制系统；旋翼系统包括桨榖和桨叶；动力系统包括发动机，其连接气体传输管道，其设置在桨榖上方，气体传输管道与桨叶相通；操纵系统包括自动倾斜器和操控杆；电气及飞行控制系统包括电池和发动机控制器、飞行参数仪表；飞行器机体上设有为发动机提供燃料的油箱。本发明提供的旋翼桨尖喷气式单人飞行器，结构轻便、操作方便，有效消除了将发动机安装在翼尖导致的离心力问题，利用旋翼克服了使用涡扇发动机的喷气式飞行器速度慢等缺陷，具有行驶速度快，旋转可控性强以及运行安全性较高等优点，这种飞行器动力较大，载重性能好，但没有脱离传统桨尖喷气式飞行器的动力输出特点，这就导致了续航能力弱。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种载重大且续航好的救援用桨尖喷气式旋翼飞行器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，包括飞行器本体，所述飞行器本体上设置有分别围绕飞行器本体旋转的旋翼环、主动环和从动环，飞行器本体上从上至下依次为从动环、旋翼环、主动环，所述旋翼环上具有至少两个旋翼，每个旋翼围绕旋翼环平均分布，所述旋翼的一端纵向铰接在旋翼环上，另一端上设置有燃气推进装置，所述燃气推进装置在旋翼向上折叠后可固定在从动环上，所述主动环上具有燃气喷嘴，所述飞行器本体内设置有燃气储存罐，所述燃气储存罐连通燃气喷嘴，所述燃气喷嘴弯曲朝向旋翼方向设置，所述旋翼内具有连通燃气推进装置的燃气管，燃气管的另一管口位于靠近燃气喷嘴的位置，旋翼放下后燃气管管口可与燃气喷嘴对接固定，所述主动环和从动环之间具有联动杆，所述飞行器本体内还设置有遥控驱动装置。
作为进一步的优选方案，置设置有用于驱动旋翼向上折叠的驱动装置。
作为进一步的优选方案，所述从动环上设置有至少两个平均分布的惯性旋翼机构，所述惯性旋翼机构包括横置的U形架和惯性旋翼，所述U形架的一端连接在从动环上，另一端与惯性旋翼连接，所述U形架与从动环和惯性旋翼的连接处分别设有扭力弹簧，惯性旋翼收纳在U形架内，在从动环旋转惯性下U形架和惯性旋翼逐步甩出。
作为进一步的优选方案，所述飞行器本体的下部一周平均分布有四个变相旋翼。
作为进一步的优选方案，所述飞行器本体为锥形结构。
作为进一步的优选方案，所述飞行器本体的上部设置有降落伞，所述遥控驱动装置控制降落伞打开。
作为进一步的优选方案，所述燃气储存罐为重心在飞行器本体的中心位置，燃气储存罐为竖向设置的罐体。
作为进一步的优选方案，所述从动环上具有用于吸附燃气推进装置的磁力吸附模块，遥控驱动装置控制磁力吸附模块通电吸附或断电消磁。
有益效果
与现有技术相比，本实用新型的一种载重大且续航好的救援用桨尖喷气式旋翼飞行器，通过旋翼环、主动环和从动环的同步转动，实现旋翼持续的燃气供给，增长救援飞行器的工作时间，增加救援飞行器的载重力，提高飞行器的利用价值；
旋翼放下后燃气管管口可与燃气喷嘴对接固定，使燃气储存罐内的燃气可通过燃气喷嘴注入燃气管及燃气推进装置，而燃气推进装置喷射后旋翼又可带动主动环一起转动，实现燃气储存罐持续供燃料，主动环通过联动杆又可带动从动环同步转动，方便飞行结束旋翼折叠后燃气推进装置能在从动环上定点固定，以供下次旋翼展开后燃气管管口能精确的再次与燃气喷嘴对接固定；
惯性旋翼机构在从动环的高速转动下，其U形架和惯性旋翼会逐步甩出，而惯性旋翼一方面可以增加整体飞行器的升力，而方面可以增加飞行器在纵向方向上的稳定性，避免飞行器被横向风影响；
磁力吸附模块可以通过电流控制磁吸力对燃气推进装置进行固定，保证旋翼、从动环、主动环三者同步，确保旋翼展开后燃气管管口能精确的再次与燃气喷嘴对接固定。
附图说明
图1是本实用新型的外部结构示意图；
图2是本实用新型的内部结构示意图；
图3是惯性旋翼机构的结构示意图；
其中，1-飞行器本体，2-旋翼环，3-主动环，4-从动环，5-旋翼，6-燃气推进装置，7-燃气喷嘴，8-燃气储存罐，9-燃气管，10-联动杆，11-驱动装置，12-惯性旋翼机构，121-U形架，122-惯性旋翼，13-变相旋翼。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。
如图1所示，本实用新型的人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，包括飞行器本体1、旋翼环2、主动环3、从动环4、旋翼5、燃气推进装置6、燃气喷嘴7、燃气储存罐8、燃气管9、联动杆10；
所述飞行器本体1为锥形结构，锥形结构的重心较低，能保证飞行的稳定性，飞行器本体1上设置有分别围绕飞行器本体1旋转的旋翼环2、主动环3和从动环4，飞行器本体1上从上至下依次为从动环4、旋翼环2、主动环3，从动环4位于飞行器本体1靠上位置，主动环3位于飞行器本体1靠下位置，旋翼环2靠近主动环3；
旋翼环2上具有至少两个旋翼5，可根据升力需求来定制合适数量的旋翼5，每个旋翼5围绕旋翼环2平均分布，确保飞行的稳定性，所述旋翼5的一端纵向铰接在旋翼环2上，另一端上设置有可变向量的燃气推进装置6，燃气推进装置6为利用燃料供能的喷射器；
所述燃气推进装置6在旋翼5向上折叠后可连接在从动环4上，连接的位置需要固定，如果连接位置不固定，旋翼5再次放下后燃气管9管口就不一定能精确的与燃气喷嘴7对接固定，因此，在旋翼5放下的情况下与燃气喷嘴7固定，实现旋翼环2—主动环3—从动环4同步转动，在旋翼5折叠的情况下，燃气推进装置6与从动环4固定，实现旋翼环2—从动环4—主动环3同步转动；
主动环3上具有燃气喷嘴7，所述飞行器本体1内设置有燃气储存罐8，所述燃气储存罐8连通燃气喷嘴7，所述燃气喷嘴7弯曲朝向旋翼5方向设置，所述旋翼5内具有连通燃气推进装置6的燃气管9，燃气管9的另一管口位于靠近燃气喷嘴7的位置，旋翼5放下后燃气管9管口可与燃气喷嘴7对接固定；
所述主动环3和从动环4之间具有联动杆10，保证主动环3和从动环4同步转动；
所述飞行器本体1内还设置有遥控驱动装置，用于对飞行器内电子控制部件进行遥控和驱动。
所述旋翼5与旋翼环2纵向铰接的位置设置有用于驱动旋翼5向上折叠的驱动装置11，方便旋翼5的折叠和展开，无需人工操作。
如图2所示，所述从动环4上设置有至少两个平均分布的惯性旋翼机构12，所述惯性旋翼机构12包括横置的U形架121和惯性旋翼122，所述U形架121的一端连接在从动环4上，另一端与惯性旋翼122连接，所述U形架121与从动环4和惯性旋翼122的连接处分别设有扭力弹簧，或者其他回弹装置，惯性旋翼122收纳在U形架121内，在从动环4旋转惯性下U形架121和惯性旋翼122逐步甩出，U形架121与从动环4连接处的扭力弹簧的弹力，是小于U形架121与惯性旋翼122连接处的扭力弹簧的弹力，确保从动环4在低转速惯性下，U形架121先被甩出，在从动环4在提高转速惯性增大时，才能将惯性旋翼122甩出，反之，当惯性减小时，惯性旋翼122在高弹力扭力弹簧的作用下首先被收回，随着惯性进一步减小，U形架121才收回；
所述飞行器本体1的下部一周平均分布有四个变相旋翼13，四个变相旋翼13在遥控驱动装置的调节下，可以对每个变相旋翼13进行增减速控制，从而实现飞行器本体1可以变相飞行。
所述飞行器本体1的上部设置有降落伞，所述遥控驱动装置控制降落伞打开，以保护人员与物资应急安全降落。
所述燃气储存罐8为重心在飞行器本体1的中心位置，燃气储存罐8为竖向设置的罐体，可以减小燃气储存罐8在水平方向上的惯性。
所述从动环4上具有用于吸附燃气推进装置6的磁力吸附模块，遥控驱动装置控制磁力吸附模块通电吸附固定燃气推进装置6，或断电消磁取消固定燃气推进装置6。
本实用新型的使用过程如下：
飞行器本体1在空中投放后，遥控驱动装置控制降落伞打开，旋翼5在驱动装置11的作用下展开，并使燃气管9管口与燃气喷嘴7对接固定，飞行器本体1到达指定高度后，弃降落伞，燃气储存罐8向燃气管9注入燃气，燃气推进装置6进行喷射，带动旋翼环2转动，而旋翼环2的转动直接带动主动环3和从动环4的同步转动，在从动环4的高速转动下，由于惯性，U形架121首先甩出，在从动环4转速提高惯性增大后，惯性旋翼122也被甩出，此时，飞行器本体1就可以在遥控下进行搜救和屋子投放工作；当飞行任务结束后，遥控飞行器本体1飞往指定降落点，在降落过程中，旋翼5的转速降低，惯性旋翼122收回，在转速进一步降低时，U形架121也收回，飞行器本体1着陆，待旋翼5停止转动时，驱动装置11控制旋翼5折叠，燃气推进装置6则在从动环4上定位固定，燃气储存罐8停止注气。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，其特征在于：包括飞行器本体（1），所述飞行器本体（1）上设置有分别围绕飞行器本体（1）旋转的旋翼环（2）、主动环（3）和从动环（4），飞行器本体（1）上从上至下依次为从动环（4）、旋翼环（2）、主动环（3），所述旋翼环（2）上具有至少两个旋翼（5），每个旋翼（5）围绕旋翼环（2）平均分布，所述旋翼（5）的一端纵向铰接在旋翼环（2）上，另一端上设置有燃气推进装置（6），所述燃气推进装置（6）在旋翼（5）向上折叠后可固定在从动环（4）上，所述主动环（3）上具有燃气喷嘴（7），所述飞行器本体（1）内设置有燃气储存罐（8），所述燃气储存罐（8）连通燃气喷嘴（7），所述燃气喷嘴（7）弯曲朝向旋翼（5）方向设置，所述旋翼（5）内具有连通燃气推进装置（6）的燃气管（9），燃气管（9）的另一管口位于靠近燃气喷嘴（7）的位置，旋翼（5）放下后燃气管（9）管口可与燃气喷嘴（7）对接固定，所述主动环（3）和从动环（4）之间具有联动杆（10），所述飞行器本体（1）内还设置有遥控驱动装置。
2.根据权利要求1所述的人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，其特征在于：所述旋翼（5）与旋翼环（2）纵向铰接的位置设置有用于驱动旋翼（5）向上折叠的驱动装置（11）。
3.根据权利要求1所述的人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，其特征在于：所述从动环（4）上设置有至少两个平均分布的惯性旋翼机构（12），所述惯性旋翼机构（12）包括横置的U形架（121）和惯性旋翼（122），所述U形架（121）的一端连接在从动环（4）上，另一端与惯性旋翼（122）连接，所述U形架（121）与从动环（4）和惯性旋翼（122）的连接处分别设有扭力弹簧，惯性旋翼（122）收纳在U形架（121）内，在从动环（4）旋转惯性下U形架（121）和惯性旋翼（122）逐步甩出。
4.根据权利要求1所述的人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，其特征在于：所述飞行器本体（1）的下部一周平均分布有四个变相旋翼（13）。
5.根据权利要求1所述的人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，其特征在于：所述飞行器本体（1）为锥形结构。
6.根据权利要求1所述的人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，其特征在于：所述飞行器本体（1）的上部设置有降落伞，所述遥控驱动装置控制降落伞打开。
7.根据权利要求1所述的人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，其特征在于：所述燃气储存罐（8）为重心在飞行器本体（1）的中心位置，燃气储存罐（8）为竖向设置的罐体。
8.根据权利要求1所述的人员运载和物资运输用桨尖喷气式可变向量旋翼飞行器，其特征在于：所述从动环（4）上具有用于吸附燃气推进装置（6）的磁力吸附模块，遥控驱动装置控制磁力吸附模块通电吸附或断电消磁。
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