CN213620208U - 机架及飞行装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机架及飞行装置，该机架包括机身，及连接在机身相对两侧的两个机翼，机身与两个机翼融合过渡，机身包括位于两个机翼之间的连接部，连接部具有与两个机翼连接的两个连接侧边，两个连接侧边之间的距离，与连接部沿机身前后方向的长度的比值大于或等于1，且小于或等于1.5。本申请实施例提供的机架通过使两个连接侧边之间的距离，与连接部沿机身前后方向的长度L的比值大于或等于1，且小于或等于1.5，机架具有较好的升阻比的同时，提高了机身的装载量，从而使机架的升阻比与装载量达到一个很好的均衡点，当将机架用于飞行装置中时，能够降低飞行装置的运输成本。

Description

机架及飞行装置

技术领域

本申请涉及飞行装置技术领域，尤其涉及一种机架及飞行装置。

背景技术

复合翼无人机又称垂直起降(VTOL)固定翼无人机，既具备多旋翼垂直起降的优点，同时又具备固定翼的长续航、低噪音、可滑翔等优势，具有许多的应用场景。目前随着复合翼无人机的兴起，在工程上开始广泛使用，但是现有的复合翼无人机在气动性能和装载量上无法做到很好的均衡，导致复合翼无人机的运输成本较高。

实用新型内容

本申请实施例提供一种机架及飞行装置，旨在解决飞行装置的运输成本较高的问题。

本申请实施例提供一种机架，所述机架包括机身，及连接在所述机身相对两侧的两个机翼，所述机身与所述两个机翼融合过渡，所述机身包括位于所述两个机翼之间的连接部，所述连接部具有与所述两个机翼连接的两个连接侧边，所述两个连接侧边之间的距离，与所述连接部沿所述机身前后方向的长度的比值大于或等于1，且小于或等于1.5。

可选地，所述机身的最大厚度与所述机身在前后方向上的机身弦长的比值大于或等于0.2，且小于或等于0.25。

可选地，所述机翼具有与所述机身对称面平行的至少一个横截面，所述至少一个横截面的最大厚度，与所述至少一个横截面沿所述机翼前后方向的机翼弦长的比值大于或等于0.1，且小于或等于0.12。

可选地，所述至少一个横截面包括沿远离所述机身方向依次分布的多个横截面，在所述机翼远离所述机身的方向上，所述多个横截面的最大厚度，与所述多个横截面沿所述机翼前后方向的机翼弦长的比值逐渐减小。

可选地，在所述机翼的后侧至前侧的方向上，所述至少一个横截面的机翼弦长相对于所述机身的机身弦长向上倾斜的角度大于或等于0°，且小于或等于3°。

可选地，所述至少一个横截面包括沿远离所述机身方向依次分布的多个横截面，在所述机翼远离所述机身的方向上，多个所述横截面的最大厚度与机翼弦长的比值逐渐减小。

可选地，所述机翼远离所述机身的末端向下伸出有翼梢小翼，所述翼梢小翼沿所述机身的前后方向延伸。

可选地，所述翼梢小翼在所述机翼长度方向的宽度，与所述翼梢小翼在所述机身前后方向上的长度的比值大于或等于0.1，且小于或等于0.2；和/或，

所述翼梢小翼向下伸出的高度，与所述翼梢小翼在所述机身前后方向上的长度的比值大于或等于0.3，且小于或等于0.5。

可选地，所述机身具有相对的前端和后端，所述连接部与所述机身前端的距离大于所述连接部与所述机身后端的距离。

本申请实施例还提供一种飞行装置，所述飞行装置包括：

动力系统；

及如上所述的机架，所述机架包括机身，及连接在所述机身相对两侧的两个机翼，所述机身与所述两个机翼融合过渡，所述机身包括位于所述两个机翼之间的连接部，所述连接部具有与所述两个机翼连接的两个连接侧边，所述两个连接侧边之间的距离，与所述连接部沿所述机身前后方向的长度的比值大于或等于1，且小于或等于1.5，所述动力系统设于所述机架的机翼上，用于为所述机架提供飞行动力。

本申请实施例提供的机架通过使机身与机翼融合过渡，以减小机架的飞行阻力，在此基础上，通过使两个连接侧边之间的距离W，与连接部沿机身前后方向的长度L的比值大于或等于1，且小于或等于1.5，也即，1≤W/L≤1.5，能够进一步提高机架的升阻比，同时使机身的连接部内具有较大的容纳空间，因此，本申请实施例提供的机架在保证较好的气动性能的同时，提高了机身的装载量，使机架的升阻比与装载量达到一个很好的均衡点，当将机架用于飞行装置中时，能够降低飞行装置的运输成本。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的机架的一个实施例的结构示意图；

图2为图1中机架的俯视图；

图3为图2中沿A-A方向的剖视图；

图4为图2中沿B-B方向的剖视图；

图5为图1中机架另一角度视图的局部视图。

机架100；机身110；连接部111；机翼120；翼梢小翼121。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本申请实施例提供一种机架及飞行装置。以下分别进行详细说明。

首先，本申请实施例提供一种机架，该机架包括机身，及连接在机身相对两侧的两个机翼，机身与两个机翼融合过渡，机身包括位于两个机翼之间的连接部，连接部具有与两个机翼连接的两个连接侧边，两个连接侧边之间的距离，与连接部沿机身前后方向的长度的比值大于或等于1，且小于或等于1.5。

图1为本申请实施例提供的机架的一个实施例的结构示意图。如图1所示，机架100包括机身110，及连接在机身110相对两侧的两个机翼120，机身110与两个机翼120融合过渡。机身110与两个机翼120融合过渡是指机身110与两个机翼120之间没有明显的连接线，机身110跟两个机翼120一样都采用翼型设计，同样可以产生升力。通过使机身110与两个机翼120融合过渡，当机架100用于飞行装置中时可以获取更好的气动性能，减少了飞行阻力。

如图1和图2所示，机身110包括位于两个机翼120之间的连接部111，该连接部111具有与两个机翼120连接的两个连接侧边，两个连接侧边之间的距离为W，连接部111沿机身110前后方向的长度为L，可以使连接部111的两个连接侧边之间的距离W，与连接部111沿机身110前后方向的长度L的比值小于或等于1.5，以使机身110具有较高的升阻比，提高机身110的气动性能。另外，可以使连接部111的两个连接侧边之间的距离W，与连接部111沿机身110前后方向的长度L的比值大于或等于1，以使机身110的连接部111内具有较大的容纳空间，提高机身110的装载量。

本申请实施例提供的机架100通过使机身110与机翼120融合过渡，以减小机架100的飞行阻力，在此基础上，通过使两个连接侧边之间的距离W，与连接部111沿机身110前后方向的长度L的比值大于或等于1，且小于或等于1.5，也即，1≤W/L≤1.5，能够进一步提高机架100的升阻比，提高机身110的气动性能的同时，使机身110的连接部111内具有较大的容纳空间，提高机身110的装载量，使机架100的升阻比与装载量达到一个很好的均衡点，当将机架100用于飞行装置中时，能够降低飞行装置的运输成本。

其中，连接部111的两个连接侧边之间的距离W，与连接部111沿机身110前后方向的长度L的比值具体可以为1、1.2、1.4、1.5等等，具体可根据机身110的设计装载量而定。具体例如：当机身110的设计装载量较大时，可以使连接部111的两个连接侧边之间的距离W，与连接部111沿机身110前后方向的长度L的比值尽可能的接近1，反之，可以使连接部111的两个连接侧边之间的距离W，与连接部111沿机身110前后方向的长度L的比值尽可能的接近1.5。

需要说明的是，本申请中的机架100可以用于复合翼无人机，也可以用于其它类型的飞机，此处不作限制。

如图1和图2所示，机身110具有相对的前端和后端，机身110的前端和后端沿前后方向依次分布，可以使连接部111与机身110前端的距离大于连接部111与机身110后端的距离，以综合考虑机架100的重心和气动中心的位置，提高机架100的稳定性。

如图3所示，机身110具有沿上下方向的最大厚度T1，以及沿机身110前后方向的机身弦长S1，可以使机身110的最大厚度T1与机身110在前后方向上的机身弦长S1的比值大于或等于0.2，且小于或等于0.25，也即，0.2≤T/S≤0.25，以进一步减小机架100用于飞行装置中时，机身110受到的阻力，同时，提高机身110内部的空间，也即，提高机身110的装载量，从而进一步降低飞行装置的运输成本。

机身110的最大厚度T1与机身110在前后方向上的机身弦长S1的比值具体可以为0.22、0.24等等，当机身110的设计装载量较大时，可以使机身110的最大厚度T1与机身110在前后方向上的机身弦长S1的比值较大，反之，可以使机身110的最大厚度T1与机身110在前后方向上的机身弦长S1的比值较小。

具体地，如图1和图3所示，机身110的上侧表面为向上凸出的曲面，机身110的下侧表面为向下凸出的曲面，机身110具有对称面，机身110的左右两部分关于该对称面对称，机身110具有与对称面重合的第一横截面A-A，机身110的最大厚度T1为第一横截面A-A的上侧边与下侧边之间在上下方向上的最大厚度，机身110在前后方向上的机身弦长S1为第一横截面A-A的前端与后端之间的距离。

可选地，如图2和图4所示，机翼120具有与机身110对称面平行的至少一个横截面，该至少一个横截面具有沿上下方向的最大厚度T2，以及沿机翼120前后方向的机翼弦长S2，可以使该至少一个横截面的最大厚度T2，与该至少一个横截面沿机翼120前后方向的机翼弦长S2的比值大于或等于0.1，且小于或等于0.12，也即0.1≤T2/S2≤0.12，以使机架100用于飞行装置时，机翼120受到的飞行阻力较小，尤其是飞行装置低速飞行时，能够显著降低机翼120受到的飞行阻力。

需要说明的是，该至少一个横截面的最大厚度T2，与该至少一个横截面沿机翼120前后方向的机翼弦长S2的比值具体可以为0.105、0.11、0.115等等，此处不作限制。

如图1及图4所示，机翼120的上侧表面为向上凸出的曲面，机翼120的下侧表面为向下凸出的曲面，机翼120上的横截面与机身110对称面平行，机翼120在横截面处的最大厚度T2为该横截面的上侧边与下侧边之间在上下方向上的最大间距，该横截面沿机翼120前后方向的机翼弦长S2为该横截面的前端和后端之间的距离。

如图2所示，可以使该至少一个横截面包括沿远离机身110方向依次分布的多个横截面(例如截面B-B、C-C、D-D、E-E、F-F)，在机翼120远离机身110的方向上，该多个横截面的最大厚度T2，与该多个横截面沿机翼120前后方向的机翼弦长S2的比值逐渐减小。由此，能够使机翼120与机身110连接处过渡更加平缓，延缓机翼120与机身110处的气流分离，提高失速特性，同时，还能够进一步减小机翼120受到的飞行阻力。

其中，可以使多个横截面的最大厚度T2与对应机翼弦长S2的比值线性递减，以使机翼120的加工更加方便，同时，使机翼120具有更好的气动性能。

可选地，如图4所示，在机翼120的后侧至前侧的方向上，机翼120上的该至少一个横截面的机翼弦长相对于机身110的机身弦长S1向上倾斜，以提高机翼120的升力。其中，可以使该至少一个横截面的机翼弦长S2相对于机身110的机身弦长S1向上倾斜的角度α大于或等于0°，且小于或等于3°，以减小机翼120受到的飞行阻力。其中，该至少一个横截面的机翼弦长S2相对于机身110的机身弦长S1向上倾斜的角度α具体可以为0.5°、1°、1.5°、2°、2.5°等等，此处不作限制。

进一步地，可以使机翼120上的该至少一个横截面包括沿远离机身110方向依次分布的多个横截面，而且在机翼120远离机身110的方向上，该多个横截面的机翼弦长S2相对于机身110的机身弦长S1向上倾斜的角度α逐渐减小，以防止机翼120的翼尖过早失速。

具体地，机翼120包括自机翼120靠近机身110的一端至机翼120远离机身110的一端依次分布的5个横截面，依次为第二横截面B-B、第三横截面C-C、第四横截面D-D、第五横截面E-E和第六横截面F-F，第二横截面B-B位于机翼120靠近机身110的一端，第六横截面F-F位于机翼120远离机身110的一端，第三横截面C-C和第二横截面B-B的距离与机翼120长度的比值为0.1，第四横截面D-D和第二横截面B-B的距离与机翼120长度的比值为0.4，第五横截面E-E和第二横截面B-B的距离与机翼120长度的比值为0.75，第五横截面F-F和第二横截面B-B的距离与机翼120长度的比值为1。

其中，第二横截面B-B的最大厚度T2与机翼弦长S2的比值为0.12，第六横截面F-F的最大厚度T2与机翼弦长S2的比值为0.1，第二横截面B-B、第三横截面C-C、第四横截面D-D、第五横截面E-E和第六横截面F-F的最大厚度T2与机翼弦长S2的比值线性递减，以有效延缓气流分离，提高失速特性，减小阻力。

第二横截面B-B、第三横截面C-C、第四横截面D-D、第五横截面E-E和第六横截面F-F的机翼弦长S2相对于机身110的机身弦长S1向上倾斜的角度α依次为3°、2.8°、2.3°、1.6°、0°，以有效减少机翼120受到的阻力，防止机翼120的翼尖过早失速。

可选地，如图1及图5所示，机翼120远离机身110的末端向上伸出有翼梢小翼121，该翼梢小翼121沿机身110的前后方向延伸，以减小机翼120翼尖的诱导阻力。其中，可以对机翼120远离机身110的末端向下弯折以形成翼梢小翼121，或者，也可以直接在机翼120远离机身110的末端通过焊接、螺钉连接等方式连接零件以在机翼120远离机身110的末端形成翼梢小翼121。

如图1及图5所示，翼梢小翼121具有在机翼120长度方向的宽度D，在机身110前后方向上的长度M，以及翼梢小翼121向下伸出的高度H，可以使翼梢小翼121在机翼120长度方向的宽度D，与翼梢小翼121在机身110前后方向上的长度L的比值大于或等于0.1，且小于或等于0.2，也即，0.1≤D/M≤0.2，以避免机翼120的长度过长，提高了机架100的结构效率。

另外，还可以使翼梢小翼121向下伸出的高度H，与翼梢小翼121在机身110前后方向上的长度M的比值大于或等于0.3，且小于或等于0.5，也即0.3≤H/M≤0.5，以使翼梢小翼121具有减小诱导阻力的同时，防止翼梢小翼121带入较大的自身阻力。其中，翼梢小翼121向下伸出的高度H，与翼梢小翼121在机身110前后方向上的长度L的比值具体可以为0.35、0.4、0.45等等，此处不作限制。

需要说明的是，可以只使翼梢小翼121的高度H和长度M满足上述要求，或者，只使翼梢小翼121的宽度D和长度M满足上述要求，或者，也可以使翼梢小翼121的高度H、长度M和宽度D同时满足上述要求，当然，后者能够进一步提高机翼120的结构效率。

本申请实施例还提出一种飞行装置，该飞行装置包括机架，该机架结构参照上述实施例，由于本机架采用了上述机架的所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，飞行装置(图中未示出)包括还动力系统(图中未示出)，该动力系统设于机架100的机翼120上，用于为机架100提供飞行动力。

动力系统可以为旋翼发动机、喷气发动机等等。具体例如，当飞行装置为复合翼无人机时，可以使动力系统包括设置在机身100和两个机翼120上的多个旋翼，其中一部分旋翼的旋转轴线沿上下方向延伸，以为机架100提供上升的动力，另一部分旋翼的旋转轴线沿前后方向延伸，以为机架100提供水平飞行的动力。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的一种机架及飞行装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种机架，其特征在于，所述机架包括机身，及连接在所述机身相对两侧的两个机翼，所述机身与所述两个机翼融合过渡，所述机身包括位于所述两个机翼之间的连接部，所述连接部具有与所述两个机翼连接的两个连接侧边，所述两个连接侧边之间的距离，与所述连接部沿所述机身前后方向的长度的比值大于或等于1，且小于或等于1.5。

2.如权利要求1所述的机架，其特征在于，所述机身的最大厚度与所述机身在前后方向上的机身弦长的比值大于或等于0.2，且小于或等于0.25。

3.如权利要求1或2所述的机架，其特征在于，所述机翼具有与所述机身对称面平行的至少一个横截面，所述至少一个横截面的最大厚度，与所述至少一个横截面沿所述机翼前后方向的机翼弦长的比值大于或等于0.1，且小于或等于0.12。

4.如权利要求3所述的机架，其特征在于，所述至少一个横截面包括沿远离所述机身方向依次分布的多个横截面，在所述机翼远离所述机身的方向上，多个所述横截面的最大厚度与机翼弦长的比值逐渐减小。

5.如权利要求3所述的机架，其特征在于，在所述机翼的后侧至前侧的方向上，所述至少一个横截面的机翼弦长相对于所述机身的机身弦长向上倾斜的角度大于或等于0°，且小于或等于3°。

6.如权利要求5所述的机架，其特征在于，所述至少一个横截面包括沿远离所述机身方向依次分布的多个横截面，在所述机翼远离所述机身的方向上，所述多个横截面的机翼弦长相对于所述机身的机身弦长向上倾斜的角度逐渐减小。

7.如权利要求1或2所述的机架，其特征在于，所述机翼远离所述机身的末端向下伸出有翼梢小翼，所述翼梢小翼沿所述机身的前后方向延伸。

8.如权利要求7所述的机架，其特征在于，所述翼梢小翼在所述机翼长度方向的宽度，与所述翼梢小翼在所述机身前后方向上的长度的比值大于或等于0.1，且小于或等于0.2；和/或，

所述翼梢小翼向下伸出的高度，与所述翼梢小翼在所述机身前后方向上的长度的比值大于或等于0.3，且小于或等于0.5。

9.如权利要求1或2所述的机架，其特征在于，所述机身具有相对的前端和后端，所述连接部与所述机身前端的距离大于所述连接部与所述机身后端的距离。

10.一种飞行装置，其特征在于，所述飞行装置包括：

动力系统；

及权利要求1至9中任意一项所述的机架，所述动力系统设于所述机架的机翼上，用于为所述机架提供飞行动力。

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