雙發(fā)動(dòng)機(jī)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)雙發(fā)動(dòng)機(jī)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)，整機(jī)采用鴨式氣動(dòng)布局，鴨式小翼位于主機(jī)身前側(cè)，主機(jī)翼位于機(jī)身后側(cè)，主機(jī)翼的翼稍安裝兩臺(tái)裝有螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)，翼稍的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙上同時(shí)安裝有后掠的H形垂直尾翼，在該H形垂直尾翼的頂部安裝有起落支柱，后緣安裝有活動(dòng)的方向舵面，主機(jī)翼后緣外側(cè)安裝有升降副翼。該機(jī)型既能像直升機(jī)一樣在很狹小的場(chǎng)地垂直起飛和降落，還可以懸停空中完成特殊的觀測(cè)以及偵察任務(wù)，還可以像固定翼飛機(jī)那樣快速飛行，它不需要固定翼飛機(jī)常用的機(jī)場(chǎng)跑道，無(wú)需彈射器和降落傘，使用方便成本較低，它的整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低相比直升機(jī)以及傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)等具有明顯的成本價(jià)格優(yōu)勢(shì)。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種能夠像直升機(jī)那樣垂直起飛和降落以及空中懸停飛行且能 夠像固定翼飛機(jī)一樣高速巡航飛行的無(wú)人飛機(jī)。
技術(shù)介紹
以往的固定翼無(wú)人機(jī)其起飛大多需要專(zhuān)用彈射器彈射起飛，或者是需要一條較長(zhǎng) 的平直的起飛跑道滑跑起飛，降落的時(shí)候大多需要專(zhuān)用降落傘配合緩沖氣囊來(lái)進(jìn)行傘降， 或者采用專(zhuān)用攔阻網(wǎng)回收，還有就是用專(zhuān)用起飛跑道滑跑降落。所有這些都導(dǎo)致了常規(guī)的 固定翼無(wú)人機(jī)起飛和降落需要具備較多的限制條件，導(dǎo)致其使用靈活性降低，使用成本較 高。而常見(jiàn)的無(wú)人直升機(jī)雖然能夠方便的垂直起落和懸停飛行但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其可 周期變距的主旋翼和同樣要求變距的尾旋翼組件需要活動(dòng)的精密零部件很多制造難度大， 維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)要求高，同樣面臨成本較高的問(wèn)題，而且直升機(jī)由于其原理與結(jié)構(gòu)上的固有 因素導(dǎo)致其飛行速度相對(duì)較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種能夠像直升機(jī)那樣垂直起飛和降落以及空中懸 停飛行且能夠像固定翼飛機(jī)一樣高速巡航飛行的無(wú)人飛機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案為雙發(fā)動(dòng)機(jī)垂直起降固定翼無(wú) 人機(jī)，其特征在于整機(jī)采用鴨式氣動(dòng)布局，鴨式小翼位于主機(jī)身前側(cè)，主機(jī)翼位于機(jī)身后 側(cè)，主機(jī)翼的翼稍安裝兩臺(tái)裝有螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)，翼稍的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙上同時(shí)安裝有后掠的H 形垂直尾翼，在該H形垂直尾翼的頂部安裝有起落支柱，后緣安裝有活動(dòng)的方向舵面，主機(jī) 翼后緣外側(cè)安裝有升降副翼。該主機(jī)翼為梯形或矩形。該螺旋槳為拉進(jìn)式螺旋槳。本技術(shù)的有益效果本技術(shù)的有益效果在于其既能像直升機(jī)一樣在很 狹小的場(chǎng)地垂直起飛和降落，還可以懸停空中完成特殊的觀測(cè)以及偵察任務(wù)，還可以像固 定翼飛機(jī)那樣快速飛行，它不需要固定翼飛機(jī)常用的機(jī)場(chǎng)跑道，無(wú)需彈射器和降落傘，實(shí)用 方便成本較低，它的整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低相比直升機(jī)以及傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)等具有明顯的 成本價(jià)格優(yōu)勢(shì)。附圖說(shuō)明圖1至圖4所示為本技術(shù)采用鴨式氣動(dòng)布局的雙發(fā)動(dòng)機(jī)垂直起降固定翼無(wú)人 機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為飛機(jī)上行過(guò)程時(shí)各部件操作過(guò)程的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6為飛機(jī)下行過(guò)程時(shí)各部件操作過(guò)程的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7為飛機(jī)向右側(cè)滾轉(zhuǎn)過(guò)程中各部件操作過(guò)程的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖8為飛機(jī)向左側(cè)滾轉(zhuǎn)過(guò)程中各部件操作過(guò)程的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖9為飛機(jī)向右側(cè)傾斜過(guò)程中各部件操作過(guò)程的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖10為飛機(jī)向左側(cè)傾斜過(guò)程中各部件操作過(guò)程的結(jié)構(gòu)的示意圖。具體實(shí)施方式本技術(shù)提出了一種能夠像直升機(jī)那樣垂直起飛和降落以及空中懸停飛行且 能夠像固定翼飛機(jī)一樣高速巡航飛行的無(wú)人飛機(jī)。其結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見(jiàn)圖1至圖4所示，其整機(jī) 采用鴨式氣動(dòng)布局，鴨式小翼3位于主機(jī)身1前側(cè)，監(jiān)控設(shè)備艙2位于兩鴨式小翼3旁邊主 機(jī)身1的下方，梯形或矩形的主機(jī)翼4位于機(jī)身后側(cè)。主機(jī)翼4的翼稍安裝兩臺(tái)裝有拉進(jìn) 式螺旋槳5的發(fā)動(dòng)機(jī)，翼稍的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙6上同時(shí)安裝有后掠的H形垂直尾翼7，在該H形 垂直尾翼7的頂部安裝有起落支柱10，后緣安裝有活動(dòng)的方向舵面9。主機(jī)翼4后緣外側(cè) 安裝有升降副翼8，通過(guò)混控方式共用，當(dāng)主機(jī)翼4兩側(cè)的活動(dòng)舵面9同時(shí)向上或向下偏轉(zhuǎn) 時(shí)起到升降舵面的作用，為整機(jī)提供俯仰控制力矩。如圖5和圖6所示，當(dāng)兩側(cè)的舵面同時(shí) 向上偏轉(zhuǎn)時(shí)，該舵面在飛行時(shí)的迎風(fēng)氣流和螺旋槳下洗氣流的綜合作用下使得整個(gè)飛機(jī)獲 得抬頭力矩，此時(shí)飛機(jī)會(huì)抬頭向上，如圖5所示。當(dāng)兩側(cè)的舵面同時(shí)向下偏轉(zhuǎn)時(shí)，該舵面在 飛行時(shí)的迎風(fēng)氣流和螺旋槳下洗氣流的作用下使得整個(gè)飛機(jī)獲得低頭力矩，此時(shí)飛機(jī)會(huì)低 頭向下。而當(dāng)主機(jī)翼兩側(cè)的活動(dòng)舵面一邊向上另一邊向下差動(dòng)偏轉(zhuǎn)時(shí)起副翼的作用，為整 機(jī)提供滾轉(zhuǎn)控制力矩。如圖7和圖8所示。當(dāng)目視機(jī)尾方向時(shí)如果左側(cè)舵面向下偏轉(zhuǎn)而右 側(cè)舵面向上偏轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)舵面在飛行時(shí)的迎風(fēng)氣流和螺旋槳的下洗氣流綜合作用下會(huì)產(chǎn)生 上抬力矩，而右側(cè)舵面在飛行時(shí)的迎風(fēng)氣流和螺旋槳的下洗氣流綜合作用下會(huì)產(chǎn)生下壓力 矩，在這種左右不同方向的力矩的綜合作用下飛機(jī)會(huì)向右側(cè)滾轉(zhuǎn)，如圖7所示。當(dāng)目視機(jī)尾 方向時(shí)如果左側(cè)舵面向上偏轉(zhuǎn)而右側(cè)舵面向下偏轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)舵面在飛行時(shí)的迎風(fēng)氣流和螺 旋槳下洗氣流的綜合作用下會(huì)產(chǎn)生下壓力矩，而右側(cè)舵面在飛行時(shí)的迎風(fēng)氣流和螺旋槳下 洗氣流的綜合作用下會(huì)產(chǎn)生上抬力矩，在這種左右不同方向的力矩的綜合作用下飛機(jī)會(huì)向 左側(cè)滾轉(zhuǎn)。如圖8所示。該H形垂直尾翼7同時(shí)起到方向安定面，方向舵和起落架的作用。該方向舵面9只 能同時(shí)同步的向同一方向偏轉(zhuǎn)，當(dāng)從飛機(jī)背部看左右兩側(cè)的四個(gè)方向舵9同時(shí)向右側(cè)偏轉(zhuǎn) 時(shí)，在螺旋槳下洗氣流和飛行時(shí)的迎風(fēng)氣流的綜合作用下整機(jī)會(huì)產(chǎn)生向右側(cè)的偏航力矩， 此時(shí)飛機(jī)機(jī)頭會(huì)向右側(cè)傾斜，如圖9所示。當(dāng)從飛機(jī)背部看左右兩側(cè)的四個(gè)方向舵9同時(shí) 向左側(cè)偏轉(zhuǎn)時(shí)，在螺旋槳下洗氣流和飛行時(shí)的迎風(fēng)氣流的綜合作用下整機(jī)會(huì)產(chǎn)生向左側(cè)的 偏航力矩，此時(shí)飛機(jī)機(jī)頭會(huì)向左側(cè)傾斜。如圖10所示。飛機(jī)在垂直起降時(shí)由于飛行速度低 其控制主要依靠螺旋槳下洗氣流作用在各控制舵面上產(chǎn)生控制力矩完成。當(dāng)飛機(jī)處于水平 高速平飛時(shí)，由于飛行速度快，此時(shí)的控制主要依靠飛行時(shí)的迎風(fēng)氣流和螺旋槳下洗氣流 綜合作用在各控制舵面上產(chǎn)生的控制力矩來(lái)完成。本技術(shù)雙發(fā)動(dòng)機(jī)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)在起飛時(shí)通過(guò)H形尾翼7頂部的四個(gè) 起落支柱10支撐整個(gè)機(jī)身垂直的停在地面上。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后帶動(dòng)兩個(gè)拉進(jìn)式螺旋槳5產(chǎn) 生垂直向上的拉升力使整個(gè)飛機(jī)垂直起飛，飛機(jī)也可以保持垂直姿態(tài)懸停在空中，此時(shí)兩 個(gè)螺旋槳給整機(jī)提供升力，只要兩個(gè)螺旋槳產(chǎn)生的升力等于或略大于飛機(jī)的自身重量就能 保證飛機(jī)懸停空中。而飛機(jī)的姿態(tài)控制依靠螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)力下洗氣流作用在主機(jī)翼 后緣外側(cè)的升降副翼以及H形垂直尾翼后緣的方向舵舵面之上從而使得整機(jī)產(chǎn)生繞機(jī)身 X，Y, Z三軸的轉(zhuǎn)動(dòng)控制力矩，通過(guò)即時(shí)和細(xì)微調(diào)整這些控制舵面的偏轉(zhuǎn)角度從而使得整機(jī)在垂直懸停或慢速垂直漂移運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中保持動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)本技術(shù)雙發(fā)動(dòng)機(jī)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)需要做快速平飛時(shí)只需要加大發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使飛機(jī)垂直加速然后操控升降舵讓飛機(jī)調(diào)整姿態(tài)變?yōu)樗斤w行狀態(tài)，此時(shí)的飛機(jī) 就完全成為了一架常規(guī)的鴨式氣動(dòng)布局的固定翼飛機(jī)，飛機(jī)依靠主機(jī)翼與前置固定式鴨翼 提供升力飛行，而兩側(cè)的螺旋槳僅為飛機(jī)提供拉進(jìn)的動(dòng)力。飛機(jī)上的升降副翼和垂直尾翼 后緣的方向舵為整機(jī)提供繞機(jī)身X，Y, Z三軸的轉(zhuǎn)動(dòng)控制力矩。當(dāng)本技術(shù)雙發(fā)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)需要降落時(shí)只需平飛到待降落區(qū)域上 空后增大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使整機(jī)加速然后控制升降舵使飛機(jī)抬頭直到垂直向上爬升的姿態(tài)，此 時(shí)可逐步降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低螺旋槳的升力并控制各舵面直至飛機(jī)減速到穩(wěn)定懸停，然后 進(jìn)一步略微調(diào)整降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使升力略小于飛機(jī)自重飛機(jī)便可慢速的垂直降低高度直 至降落地面。權(quán)利要求1.雙發(fā)動(dòng)機(jī)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)，其特征在于整機(jī)采用鴨式氣動(dòng)布局，鴨式小翼 位于主機(jī)身前側(cè)，主機(jī)翼位于機(jī)身后側(cè)，主機(jī)翼的翼稍安裝兩臺(tái)裝有螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)，翼稍 的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙上同時(shí)安裝有后掠的H形垂直尾翼，在該H形垂直尾翼的頂部安裝有起落支 柱，后緣安裝有活動(dòng)的方向舵面，主機(jī)翼后緣外側(cè)安裝有升降副翼。2.如權(quán)利要求1所述的雙發(fā)動(dòng)機(jī)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)，其特征在于該主機(jī)翼為梯 形或矩形。3.如權(quán)利要求1所述的雙發(fā)動(dòng)機(jī)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)，其特征在于該螺旋槳為拉 進(jìn)式螺旋槳。專(zhuān)利摘要本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．雙發(fā)動(dòng)機(jī)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)，其特征在于：整機(jī)采用鴨式氣動(dòng)布局，鴨式小翼位于主機(jī)身前側(cè)，主機(jī)翼位于機(jī)身后側(cè)，主機(jī)翼的翼稍安裝兩臺(tái)裝有螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)，翼稍的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙上同時(shí)安裝有后掠的Ｈ形垂直尾翼，在該Ｈ形垂直尾翼的頂部安裝有起落支柱，后緣安裝有活動(dòng)的方向舵面，主機(jī)翼后緣外側(cè)安裝有升降副翼。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊苡，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：楊苡，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：11