CN210503149U - 螺旋桨动力配平无尾无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种螺旋桨动力配平无尾无人机，包括机身、机翼和设于机身上的螺旋桨，机身和机翼之间设有支架，支架上设有耳片，耳片用于连接机身和支架以及机翼和支架，机翼远离机身侧设有翼梢小翼，机翼后缘靠近机身处设有襟翼，机翼后缘远离机身处设有升降副翼，机身包括机身头部、机身中部和机身尾部，机身头部为半球形，机身中部为圆柱形，机身尾部为圆锥形，机身头部设有摄像头，机身中部设有电池，支架位于机身中部向上延伸，机身尾部设有电机，螺旋桨位于机身尾部。螺旋桨推力线移至无人机重心以下，通过螺旋桨动力产生抬头力矩，通过桨盘的俯仰偏转产生的矢量推力实现纵向配平。提高无人机的最大升力系数和升阻特性，改善了飞行性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机领域，特别涉及一种螺旋桨动力配平无尾无人机。
背景技术
目前，常规气动飞机主要由机身、机翼、水平尾翼和垂直尾翼组成，飞行中机身和尾翼会一直产生阻力，使得全机升阻比降低，航程减小。现有的飞翼飞机通常在翼尖或者机身尾部安装了垂尾，用于增强飞机横侧向稳定性与航向控制能力，但是这样会导致全机阻力和雷达反射截面积增大，降低飞机航程及隐身性能。
固定翼飞机的纵向静稳定性、纵向配平与飞行性能对飞机的设计要求是相矛盾的，无尾飞机由于缺少平尾，使该矛盾对其影响尤为显著。因此，无尾飞机设计需要在纵向稳定性、平衡和性能之间做更多的协调和折衷。相比于常规设计，设计性能较好的无尾飞机难度更大。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种螺旋桨动力配平无尾无人机，通过螺旋桨动力产生抬头力矩，来提高无尾无人机的最大升力系数和升阻特性，以改善无尾无人机的飞行性能。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种螺旋桨动力配平无尾无人机，包括机身、机翼和设于机身上的螺旋桨，所述机身和所述机翼之间设有支架，所述支架上设有第一耳片，所述第一耳片用于连接机身和支架以及机翼和支架，所述机翼包括襟翼和升降副翼，所述机翼远离机身侧设有翼梢小翼，机翼后缘靠近机身处设有襟翼，机翼后缘远离机身处设有升降副翼，所述机身包括机身头部、机身中部和机身尾部，所述机身头部为半球形，所述机身中部为圆柱形，所述机身尾部为圆锥形，所述机身头部设有摄像头，所述机身中部设有电池，所述支架位于机身中部向上延伸，所述机身尾部设有电机，所述螺旋桨位于机身尾部圆锥的锥顶。
优选的，所述机翼采用梯形翼。
优选的，所述机翼包括蒙皮、翼肋、前梁、后梁和前缘条。
优选的，所述机翼中的翼肋、前梁、后梁和前缘条的材质为航空层板，所述机翼的蒙皮的材质为玻璃钢。
优选的，所述机身包括蒙板、隔框和桁条。
优选的，所述机身隔框和桁条的材质为航空层板，所述机身蒙板的材质为玻璃钢。
优选的，所述第一耳片的材质为30CrMnSiA高强度钢。
优选的，所述电机采用外转子无刷电机。
本实用新型的螺旋桨动力配平无尾无人机，采用机身、机翼和设于机身上的螺旋桨，机身和机翼之间设有支架，在无尾无人机上设螺旋桨，螺旋桨推力线移至飞机重心以下，通过螺旋桨动力产生抬头力矩，螺旋桨桨盘俯仰偏转产生的矢量推力实现纵向配平，从而提高无尾无人机的最大升力系数和升阻特性，以改善无尾无人机的飞行性能。
附图说明
图1为螺旋桨动力配平无尾无人机的立体图图；
图2a为螺旋桨动力配平无尾无人机的俯视图；
图2b为螺旋桨动力配平无尾无人机的主视图；
图2c为螺旋桨动力配平无尾无人机的左视图；
图3为螺旋桨动力配平无尾无人机中的机翼的框架图；
图4为螺旋桨动力配平无尾无人机中机身的框架图；
图5为螺旋桨动力配平无尾无人机的受力分析图；
图中，1-机身、11-机身头部、12-机身中部、13-机身尾部、14-隔框、15-桁条、16-加强框、2-机翼、21-襟翼、22-升降副翼、23-翼肋、24-前梁、25-后梁、26-前缘条、27-加强肋、28-角度片、3-螺旋桨、4-支架、5-第一耳片、6-翼梢小翼。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1、图2a、图2b和图2c所示，一种螺旋桨动力配平无尾无人机，包括机身1、机翼2和设于机身上的螺旋桨3，机身1和机翼2之间设有支架4，支架4上设有第一耳片5，第一耳片5用于连接机身1和支架4以及机翼2和支架4，机翼2包括襟翼21和升降副翼22，机翼2远离机身1侧设有翼梢小翼6，机翼2后缘靠近机身1处设有襟翼21，机翼2后缘远离机身1处设有升降副翼22，机身1包括机身头部11、机身中部12和机身尾部13，机身头部11为半球形，机身中部12为圆柱形，机身尾部13为圆锥形，机身尾部13为圆锥形可以减小机身1的压差阻力，机身头部11设有摄像头(图中未示)，保证有足够好的拍摄视野。机身中部12设有电池(图中未示)，支架4位于机身中部12向上延伸，机身尾部13设有电机(图中未示)，螺旋桨3位于机身尾部13圆锥的锥顶。相同机身1长度条件下，相比于拉桨布局，能得到更长的螺旋桨尾力臂长度，减小纵向配平所需的螺旋桨3偏转角，从而降低螺旋桨3效率的损失。
如图5所示，螺旋桨3通过两种方法产生抬头力矩，从而获得纵向静稳定性和纵向配平。第一种方法是将螺旋桨推力线移至飞机重心以下，这可通过将机身轴线相对于机翼轴线下移 h来实现，如图所示，ht1为推力线相对于重心的偏移量，hcg为重心相对于机翼焦点的垂直偏移量。此时螺旋桨拉力T的x分量Tx和机翼阻力Dw这一对力偶相对于飞机重心存在一个抬头力矩，以使Cm0>0；第二种方法是利用螺旋桨桨盘俯仰偏转产生的矢量推力实现纵向配平。当气流相对于螺旋桨桨盘存在某个攻角时，螺旋桨除了轴向力Ta外，还存在法向力 Tn。此时螺旋桨拉力T的z分量Tz可以取代升降副翼配平纵向力矩。
襟翼21，用来增加起飞或降落时的升力。升降副翼22，左右副翼同向偏转实现纵向配平，差动偏转实现横向滚转运动。翼梢小翼6，提供航向稳定性，同时还可减小诱导阻力。本实施例中，翼梢小翼6采用融合式、外倾、前缘后掠和尖削的布局。支架4的剖面采用与机身 1剖面相同的形状，从而降低支架4带来的废阻。在本实施例中，机身尾部13以20°的锥角进行收尾，用来减小机身1的压差阻力。
机翼2采用梯形翼。具有一定的扭转角，以减小了低头力矩。
如图3所示，机翼2包括蒙皮(图中未示)、翼肋23、前梁24、后梁25和前缘条26。机翼2中的翼肋23、前梁24、后梁25和前缘条26的材质为航空层板，机翼2的蒙皮的材质为玻璃钢。机翼2上还设有加强肋27，所述加强肋27的材质为铝合金。
如图4所示，机身1包括蒙板(图中未示)、隔框14和桁条15。机身1隔框14和桁条 15的材质为航空层板，机身1蒙板的材质为玻璃钢。机身1上还设有加强框16，所述加强框 16的材质为铝合金。
第一耳片5的材质为30CrMnSiA高强度钢。
电机采用外转子无刷电机。外转子无刷电机采用天蝎星(Scorpion)SII3008系列的1220 型号和SII3014系列的830型号。外转子无刷电机具有很轻的重量，较大的扭矩，不需要齿轮减速装置即可直接驱动螺旋桨3。
机翼2的机翼21和升降副翼22上还设有角度片28，角度片28能控制机翼21和升降副翼22的偏转角度，每个机翼21和升降副翼22上设有2个角度片28，角度片28通过第二耳片连接到机翼2上，第二耳片(图中未示)有两个螺纹孔，通过两个螺纹孔第二耳片一端与机翼2连接，另一端与角度片28连接。
本实用新型的螺旋桨动力配平无尾无人机，采用机身1、机翼2和设于机身上的螺旋桨3，机身1和机翼2之间设有支架4，在无尾无人机上设螺旋桨3，螺旋桨3推力线移至飞机重心以下，通过螺旋桨3动力产生抬头力矩，螺旋桨3桨盘俯仰时偏转产生的矢量推力实现纵向配平。从而提高无尾无人机的最大升力系数和升阻特性，以改善无尾无人机的飞行性能。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种螺旋桨动力配平无尾无人机，其特征在于：包括机身、机翼和设于所述机身上的螺旋桨，所述机身和所述机翼之间设有支架，所述支架上设有第一耳片，所述第一耳片用于连接机身和支架以及机翼和支架，所述机翼包括襟翼和升降副翼，所述机翼远离机身侧设有翼梢小翼，机翼后缘靠近机身处设有襟翼，机翼后缘远离机身处设有升降副翼，所述机身包括机身头部、机身中部和机身尾部，所述机身头部为半球形，所述机身中部为圆柱形，所述机身尾部为圆锥形，所述机身头部设有摄像头，所述机身中部设有电池，所述支架位于机身中部向上延伸，所述机身尾部设有电机，所述螺旋桨位于机身尾部圆锥的锥顶。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨动力配平无尾无人机，其特征在于：所述机翼采用梯形翼。
3.根据权利要求1所述的螺旋桨动力配平无尾无人机，其特征在于：所述机翼包括蒙皮、翼肋、前梁、后梁和前缘条。
4.根据权利要求3所述的螺旋桨动力配平无尾无人机，其特征在于：所述机翼中的翼肋、前梁、后梁和前缘条的材质为航空层板，所述机翼的蒙皮的材质为玻璃钢。
5.根据权利要求1所述的螺旋桨动力配平无尾无人机，其特征在于：所述机身包括蒙板、隔框和桁条。
6.根据权利要求5所述的螺旋桨动力配平无尾无人机，其特征在于：所述机身隔框和桁条的材质为航空层板，所述机身蒙板的材质为玻璃钢。
7.根据权利要求1所述的螺旋桨动力配平无尾无人机，其特征在于：所述第一耳片的材质为30CrMnSiA高强度钢。
8.根据权利要求1所述的螺旋桨动力配平无尾无人机，其特征在于：所述电机采用外转子无刷电机。
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| CN201921013672.0U CN210503149U (zh) | 2019-06-29 | 2019-06-29 | 螺旋桨动力配平无尾无人机 |
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2019
- 2019-06-29 CN CN201921013672.0U patent/CN210503149U/zh not_active Expired - Fee Related
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