CN216611572U

CN216611572U - 一种飞翼双尾撑复合布局无人机

Info

Publication number: CN216611572U
Application number: CN202121396830.2U
Authority: CN
Inventors: 马昊宇; 田秋丽; 王禹乔; 刘战合; 陈诗卓; 唐俊宁; 王运泽; 尹帆; 刘若诗; 王红阳; 蔡嘉栋; 高瞻航; 李国举; 张璇; 李恩情
Original assignee: Zhengzhou University of Aeronautics
Current assignee: Zhengzhou University of Aeronautics
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2031-06-23

Abstract

本实用新型公开了一种飞翼双尾撑复合布局无人机，包含飞翼式机身部分、机翼结构、控制舵面系统、动力螺旋桨等。飞翼式机身包含机身、起落架、双尾撑，提供装载空间，翼身融合提供部分升力，机翼结构由主机翼、双垂尾、平尾组成，控制舵面系统实现无人机机姿态控制。本实用新型无人机在低空下飞行具有较大的升力、航程和航时，升力提升15％以上，并具有短距起降优势，可广泛用于森林防火救援、地震水灾救援及各种侦察监视任务等。

Description

一种飞翼双尾撑复合布局无人机

技术领域

本实用新型涉及飞翼式无人机，特别是涉及一种飞翼双尾撑复合布局无人机。

背景技术

无人机在森林防火救灾、山区大范围快速救援、地震及水灾等自然载荷救援中有重要作用，同时，在军事侦察、随舰跟踪监视等方面也有重要影响。以大面积山林火灾预警和监视为例，由于山林区域较大，大多无固定救援公路，依靠人力、汽车等开展森林火灾预警等工作，效率极低，且无法迅速到达火灾现场开展早期火灾救援和灭火，往往耽搁火情的最佳救援时间。同时，常规的山林巡逻无法达到全视野、全方位防护，仅在巡逻线周围形成作业范围，即监视范围受限，对大多潜在风险无法及时快速发现。从侦察、监视角度来看，载荷的大小与航程、航时、飞行速度等直接相关，设计大载荷高升力的无人机利于任务实现。因此，从林区防火、地震水灾救援、侦察监视等角度出发，急需一种飞行速度快、起降距离短、航程航时大的无人机。

本实用新型的技术问题在于实现以下几个关键问题：(1)用于低空飞行的高升力性能需求，如何采用机身、机翼融合设计提高升力；(2)如何兼顾升力的提高和载荷空间及大载荷装载；(3)与任务需求结合，如何提高无人机对起降条件的适应性。以上三个关键问题的有效解决，将会在很大程度上提升应急救援无人机、火灾预警无人机、军事低空侦察及监视无人机的应用潜力。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出改进方案或者替换方案，尤其是一种具备短距起降、高升力、低空飞行的救援、预警、侦察无人机。

为解决上述问题，本实用新型采用的方案如下：一种飞翼双尾撑复合布局无人机，其特征在于，所述飞翼双尾撑复合布局无人机包含飞翼式机身部分、机翼结构、控制舵面系统、动力螺旋桨；飞翼式机身部分包含飞翼式机身、起落架、双尾撑，形成无人机承力主体结构；起落架位于飞翼式机身下方，双尾撑从飞翼式机身后方两侧伸出，动力螺旋桨设置与飞翼式机身的尾端中部；机翼结构包含主机翼、双垂尾、平尾；主机翼设置于飞翼式机身两侧，双垂尾与双尾撑垂直连接，平尾的两端垂直连接于双垂尾的上端；控制舵面系统实现无人机姿态控制调整；动力螺旋桨采用后推式，为无人机提供动力。

进一步，根据上述设计方案所述飞翼双尾撑复合布局无人机，其特征在于，所述飞翼式机身采用宽扁流线型低速或层流翼型结构，且飞翼式机身整体呈机翼型结构，机头呈三角形结构，并将主机翼相对厚度增加50-100％，为无人机提供升力加成，宽度为整机展长的20-30％，机头前缘后掠角为30-45度；所述起落架采用前三点起落架，可采用碳纤维或其它复合材料等，

进一步，根据上述设计方案所述飞翼双尾撑复合布局无人机，其特征在于，所述机翼结构还包含翼身整流结构，主机翼通过翼身整流结构与飞翼式机身连接，采用平滑过渡技术，降低翼身结合处的干扰阻力，提高无人机升力；主机翼采用低速翼型、层流翼型、超临界翼型中的一种，展弦比为10-18，前缘后掠角为15-35 度；双垂尾分别位于双尾撑的尾部，为对称翼型；平尾采用对称翼型或低速翼型。

进一步，根据上述设计方案所述飞翼双尾撑复合布局无人机，其特征在于，所述控制舵面系统包含襟翼、副翼、升降舵、方向舵；所述襟翼位于主机翼内侧后缘；所述副翼位于主机翼外侧后缘；所述升降舵位于平尾后缘；所述方向舵分别位于双垂尾的后缘，弦长均为对应位置弦长的15-25％。

进一步，根据上述设计方案所述飞翼双尾撑复合布局无人机，其特征在于，所述动力螺旋桨的螺旋桨为2、3或4叶桨叶，材料为玻璃纤维、木材或其它高强轻质复合材料。

本实用新型的技术效果如下：(1)飞翼式机身采用升力型翼型，结合总体布局，可有效提高无人机升力性能，升力可增加15％以上，并形成较大载荷装载空间。

(2)采用后掠的飞翼式机身和机翼，可提高无人机的飞行速度，同时，不同的后掠角为后续的变后掠机翼提供了设计思路。

(3)采用飞翼式布局和双尾撑布局的结合，有效降低了无人机结构的重量，同时以垂尾和平尾的形式弥补了飞翼式布局的稳定性和操纵性低的缺点，改进了飞行控制性能。

附图说明

图1为本实用新型的无人机斜视图。

图2为本实用新型的无人机前视图。

图3为本实用新型的无人机侧视图。

图4为本实用新型的无人机俯视图。

图中，11飞翼式机身、12前三点起落架、13双尾撑、21主机翼、22双垂尾、23平尾、31襟翼、32副翼、33升降舵、34方向舵、41动力螺旋桨。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

实施例1：本实用新型提供了一种飞翼双尾撑复合布局无人机，所述飞翼双尾撑复合布局无人机包含飞翼式机身部分、机翼结构、控制舵面系统、动力螺旋桨等。飞翼式机身部分包含飞翼式机身、起落架、双尾撑，形成无人机承力主体结构，机翼结构包含主机翼、双垂尾、平尾等，控制舵面系统实现无人机姿态控制调整，动力螺旋桨采用后推式，为无人机提供动力。

所述飞翼式机身由飞翼式机身11、前三点起落架12、双尾撑13组成。飞翼式机身11采用宽扁流线型低速或层流翼型结构，并将翼型相对厚度增加50-100％，为无人机提供部分升力，宽度为整机展长的20-30％，机头前缘后掠角为30-45度；前三点起落架12位于飞翼式机身11下方，双尾撑13从飞翼式机身11后方两侧伸出，可采用碳纤维或其它复合材料等。

所述机翼结构包含主机翼21、双垂尾22、平尾23、翼身整流结构24，主机翼21采用低速翼型、层流翼型、超临界翼型等，展弦比为10-18，前缘后掠角为15-35度；双垂尾22分别位于双尾撑13的尾部，采用对称翼型，平尾23连接双垂尾上端，采用对称翼型或低速翼型，翼身整流结构24连接飞翼式机身11 和主机翼21，采用平滑过渡技术，降低翼身结合处的干扰阻力，提高无人机升力。

控制舵面系统包含襟翼31、副翼32、升降舵33、方向舵34，襟翼31位于主机翼21内侧后缘，副翼32位于主机翼21外侧后缘，升降舵33位于平尾后缘，方向舵34分别位于双垂尾22的后缘，弦长均为对应位置弦长的15-25％。

所述动力螺旋桨系统41位于飞翼式机身11尾端中部，螺旋桨可为2、3、4 叶桨叶，材料为玻璃纤维、木材或其它高强轻质复合材料。

实施例2：实施例2与实施例1的区别在于：飞翼式机身11采用宽扁流线型层流翼型结构，并将翼型相对厚度增加50％，宽度为整机展长的20％，机头前缘后掠角为30度；前三点起落架12位于飞翼式机身11下方，双尾撑13从飞翼式机身11后方两侧伸出，可采用碳纤维。

主机翼21采用低速翼型，展弦比为10，前缘后掠角为15度；平尾23连接双垂尾上端，采用对称翼型。

控制舵面系统包含襟翼31、副翼32、升降舵33、方向舵34，弦长均为对应位置弦长的15％。

所述动力螺旋桨系统41位于飞翼式机身11尾端中部，螺旋桨可为2叶桨叶，材料为玻璃纤维。

实施例3：实施例3与实施例1的区别在于：飞翼式机身11采用宽扁流线型低速翼型结构，并将翼型相对厚度增加80％，宽度为整机展长的25％，机头前缘后掠角为35度；前三点起落架12位于飞翼式机身11下方，双尾撑13从飞翼式机身11后方两侧伸出，可采用聚四氟乙烯。

主机翼21采用层流翼型，展弦比为15，前缘后掠角为20度；平尾23连接双垂尾上端，采用低速翼型。

控制舵面系统包含襟翼31、副翼32、升降舵33、方向舵34，弦长均为对应位置弦长的20％。

所述动力螺旋桨系统41位于飞翼式机身11尾端中部，螺旋桨可为3叶桨叶，材料为木材。

实施例4：实施例4与实施例1的区别在于：飞翼式机身11采用宽扁流线型低速翼型结构，并将翼型相对厚度增加100％，宽度为整机展长的30％，机头前缘后掠角为40度；前三点起落架12位于飞翼式机身11下方，双尾撑13从飞翼式机身11后方两侧伸出，可采用玻璃纤维。

主机翼21采用层流翼型，展弦比为18，前缘后掠角为30度；平尾23连接双垂尾上端，采用低速翼型。

控制舵面系统包含襟翼31、副翼32、升降舵33、方向舵34，弦长均为对应位置弦长的25％。

所述动力螺旋桨系统41位于飞翼式机身11尾端中部，螺旋桨可为4叶桨叶，材料为玻璃纤维。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了飞翼式机身11、前三点起落架12、双尾撑13、主机翼21、双垂尾22、平尾23、襟翼31、副翼32、升降舵33、方向舵34、动力螺旋桨系统41等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims

1.一种飞翼双尾撑复合布局无人机，其特征在于，所述飞翼双尾撑复合布局无人机包含飞翼式机身部分、机翼结构、控制舵面系统、动力螺旋桨；飞翼式机身部分包含飞翼式机身(11)、起落架、双尾撑(13)，形成无人机承力主体结构；起落架位于飞翼式机身(11)下方，双尾撑(13)从飞翼式机身(11)后方两侧伸出，动力螺旋桨设置与飞翼式机身的尾端中部；机翼结构包含主机翼(21)、双垂尾(22)、平尾(23)；主机翼(21)设置于飞翼式机身(11)两侧，双垂尾(22)与双尾撑(13)垂直连接，平尾(23)的两端垂直连接于双垂尾(22)的上端；控制舵面系统实现无人机姿态控制调整；动力螺旋桨采用后推式，为无人机提供动力。

2.根据权利要求1所述飞翼双尾撑复合布局无人机，其特征在于，所述飞翼式机身(11)采用宽扁流线型低速或层流翼型结构，且飞翼式机身(11)整体呈机翼型结构，机头呈三角形结构，并将主机翼相对厚度增加50-100％，为无人机提供升力加成，宽度为整机展长的20-30％，机头前缘后掠角为30-45度；所述起落架采用前三点起落架(12)，采用碳纤维材料。

3.根据权利要求1所述飞翼双尾撑复合布局无人机，其特征在于，所述机翼结构还包含翼身整流结构(24)，主机翼(21)通过翼身整流结构(24)与飞翼式机身连接，采用平滑过渡技术，降低翼身结合处的干扰阻力，提高无人机升力；主机翼采用低速翼型、层流翼型、超临界翼型中的一种，展弦比为10-18，前缘后掠角为15-35度；双垂尾(22)分别位于双尾撑(13)的尾部，为对称翼型；平尾(23)采用对称翼型或低速翼型。

4.根据权利要求1所述飞翼双尾撑复合布局无人机，其特征在于，所述控制舵面系统包含襟翼(31)、副翼(32)、升降舵(33)、方向舵(34)；所述襟翼(31)位于主机翼(21)内侧后缘；所述副翼(32)位于主机翼(21)外侧后缘；所述升降舵(33)位于平尾后缘；所述方向舵(34)分别位于双垂尾(22)的后缘，弦长均为对应位置弦长的15-25％。

5.根据权利要求1所述飞翼双尾撑复合布局无人机，其特征在于，所述动力螺旋桨(41)的螺旋桨为2、3或4叶桨叶，材料为玻璃纤维、木材。