組合涵道飛行器制造技術

本實用新型專利技術提供了一種組合涵道飛行器，包括若干基元裝置，每個基元裝置均包括涵道體，涵道體內設有動力裝置、結構支撐件、旋翼、導流板和導流板迎角控制裝置，其中動力裝置為旋翼和導流板迎角控制裝置提供動力，導流板迎角控制裝置包括中心控制環和舵機，舵機通過中心控制環控制導流板迎角變化；涵道體外壁開有擴展接口，擴展接口包括結構支撐件連接接口，相鄰的基元裝置通過結構支撐件和擴展接口連接。本實用新型專利技術既可以拆卸成最小的單體基元進行攜帶運輸和單涵道飛行器執行小任務載荷飛行,也能夠通過快速組合形成適應各種任務需求的多涵道飛行器,具有垂直起降、混合動力、經濟、安全、實用等優點。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及飛行器領域，具體是一種組合涵道飛行器。
技術介紹
涵道飛行器采用的都是涵道內安裝旋翼（或螺旋槳或風扇，以下統稱為旋翼）作為升力系統，如果采用了單旋翼的話，那么旋翼產生的反扭矩就必須通過再安裝平衡反扭矩系統來平衡；如果采用了雙旋翼的話，那么涵道旋翼升力系統氣動效率及能量利用效率都會降低，涵道深度還要加長以滿足雙旋翼安裝空間。故采用雙旋翼構型的涵道飛行器較少，而采用單旋翼的涵道飛行器用來平衡反扭矩的方式主要有：1）采用雙數量的涵道（雙涵道、四涵道、六涵道等），相互間反扭矩平衡；2）涵道內安裝導流板或調整片，利用旋翼下洗流作用在導流板或調整片上產生氣動力形成力矩進行反扭矩配平；3）涵道飛行器機身再安裝一套反扭矩系統。目前以使用第二種方式為多。針對上述第一種反扭矩方式，單涵道飛行器不能正常飛行，不實用；多涵道飛行器體積大，機動性差一些，不適用于某些特定的區域或特定的任務。第二種方式，目前都是采用兩層反扭矩導流板（第一層是固定安裝角的導流板，第二層是可調節迎角的導流板，都是每個導流板接一個舵機來控制迎角），這種方式結構復雜、舵機較多、重量略重，而且旋翼下洗流有堵塞現象，升力會打折扣。第三種方式完全是再增加一套力矩作用系統，結構重量大，功率利用效率下降，機體可用空間大幅減少，不實用。當前涵道飛行器基本上都是固定結構，基本都是針對某個特定需求研制的，不能適應多變的任務需求（如任務負載、地面運輸或攜帶、裝載空間等），不能實現多用途。
技術實現思路
本技術提供了一種組合涵道飛行器，解決了平衡反扭矩、單體基元與多元組合統一設計等問題，同時滿足單涵道飛行器和任意多涵道組合飛行器的飛行條件,具有氣動效率、操縱功效和使用效率高，能垂直起降、混合動力、經濟、安全、實用等優點。本技術包括若干基元裝置，每個基元裝置均包括涵道體，涵道體內設有動力裝置、結構支撐件、旋翼、導流板和導流板迎角控制裝置，其中動力裝置為旋翼提供動力，導流板迎角控制裝置包括中心控制環和舵機，舵機通過中心控制環控制導流板迎角變化；涵道體外壁開有擴展接口，擴展接口包括結構支撐件連接接口，相鄰的基元裝置通過結構支撐件和擴展接口連接。動力裝置（發動機或電機）帶動旋翼旋轉產生升力，旋翼的反扭矩由舵機通過中心控制環控制導流板迎角來平衡。導流板如有迎角，旋翼下洗流經過導流板就會產生側向力，相對中心軸就是力矩作用，正好可以用來調節航向及平衡反扭矩。所述的擴展接口還包括動力傳動及控制線路接口，每個基元裝置中的動力裝置通過動力傳動及控制線路接口為相鄰的基元裝置供能，每個基元裝置中的旋翼和導流板迎角控制裝置通過動力傳動及控制線路接口從相鄰的基元裝置獲得供能。動力裝置可以是電機或發動機，每個基元都擁有自己的動力裝置，同時通過擴展接口也有動力輸入和動力輸出。動力輸入是從別的基元輸出來的，動力輸出是輸給別的基元用的，這樣設計一則用來防止某個基元可能故障引起動力不夠而失控，二則是方便對應任務需求，可能集中提供大功率動力裝置而輸送到各基元加大能力，每個基元輸入輸出軸均有離合器和聯軸器保護。所述的結構支撐件為內部空心結構，動力線路和控制線路從結構支撐件內部穿過。既加強了多涵道組合體的結構強度，又方便了能源動力多余度供給及控制信號傳輸。所述的中心控制環包括固定環以及安裝在固定環內部相互齒合的大錐齒輪和小錐齒輪，其中大錐齒輪通過轉軸與舵機連接，小錐齒輪與導流板連接。本技術有益效果在于：提供了一種新型的、可滿足多用途、便于攜帶運輸和執行空中飛行任務的飛行器，就是既可以拆卸成最小的單體基元進行攜帶運輸和單涵道飛行器執行小任務載荷飛行,也能夠通過快速組合形成適應各種任務需求的多涵道飛行器,具有垂直起降、混合動力、經濟、安全、實用等優點。附圖說明圖1為單涵道飛行器結構示意圖。圖2為單涵道飛行器俯視圖。圖3為導流板迎角控制裝置結構示意圖。圖4為中心控制環結構示意圖。圖5為雙涵道組合旋翼飛行器結構示意圖。圖6為三涵道組合旋翼飛行器結構示意圖。圖7為四涵道組合旋翼飛行器結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本技術作進一步說明。組合涵道飛行器是由若干基元裝置組合而成，當只有一個基元單體時，便是單涵道旋翼飛行器；其結構如圖1和圖2所示，包括涵道體3，涵道體3內設有動力裝置、結構支撐件2、旋翼4、導流板1和導流板迎角控制裝置，動力裝置為旋翼4和導流板迎角控制裝置提供動力。結構支撐件2為內部空心結構，動力線路和控制線路從結構支撐件2內部穿過。涵道體3外壁開有擴展接口5。導流板迎角控制裝置如圖3所示，包括中心控制環6和舵機7，舵機7通過中心控制環6控制導流板迎角變化。中心控制環6如圖4所示，包括固定環10以及安裝在固定環內部相互齒合的大錐齒輪8和小錐齒輪9，其中大錐齒輪8通過轉軸與舵機7連接，小錐齒輪9與導流板1連接。雙涵道組合旋翼飛行器結構如圖5所示，相鄰的兩個基元裝置通過結構支撐件2和擴展接口5連接。擴展接口5包括結構支撐件連接接口和動力傳動及控制線路接口，每個基元裝置中的動力裝置通過動力傳動及控制線路接口為相鄰的基元裝置供能，每個基元裝置中的旋翼4和導流板迎角控制裝置通過動力傳動及控制線路接口從相鄰的基元裝置獲得供能。多涵道組合旋翼飛行器結構示意圖如圖6和圖7所示，用戶可以根據任務載荷來確定需要多少個單體基元組合（假如一個單體基元有效載荷為5kg，則4個基元組合成多涵道旋翼飛行器有效載荷便可以達到20kg，16個單元基體組合的涵道飛行器便可以承載一個人；假如一個單體基元有效載荷為50kg，則兩個此基元組合成多涵道旋翼飛行器有效載荷便可以承載一個人）。本技術具體應用途徑很多，以上所述僅是本技術的優選實施方式，應當指出，對于本
的普通技術人員來說，在不脫離本技術原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本技術的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種組合涵道飛行器，其特征在于：包括若干基元裝置，每個基元裝置均包括涵道體（3），涵道體（3）內設有動力裝置、結構支撐件（2）、旋翼（4）、導流板（1）和導流板迎角控制裝置，其中動力裝置為旋翼（4）提供動力，導流板迎角控制裝置包括中心控制環（6）和舵機（7），舵機（7）通過中心控制環（6）控制導流板迎角變化；涵道體（3）外壁開有擴展接口（5），擴展接口（5）包括結構支撐件（2）連接接口，相鄰的基元裝置通過結構支撐件（2）和擴展接口（5）連接。

【技術特征摘要】
1.一種組合涵道飛行器，其特征在于：包括若干基元裝置，每個基元裝置均包括涵道體（3），涵道體（3）內設有動力裝置、結構支撐件（2）、旋翼（4）、導流板（1）和導流板迎角控制裝置，其中動力裝置為旋翼（4）提供動力，導流板迎角控制裝置包括中心控制環（6）和舵機（7），舵機（7）通過中心控制環（6）控制導流板迎角變化；涵道體（3）外壁開有擴展接口（5），擴展接口（5）包括結構支撐件（2）連接接口，相鄰的基元裝置通過結構支撐件（2）和擴展接口（5）連接。2.根據權利要求1所述的組合涵道飛行器，其特征在于：所述的擴展接口（5）還包括動力傳動及控制線路接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱清華，肖升興，張昊，招啟軍，徐起，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32