本發(fā)明涉及無人飛行器領(lǐng)域，具體涉及一種設(shè)有噴灑系統(tǒng)的三段式固定翼無人機。

背景技術(shù)：

近年來，隨著無人飛行器技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，固定翼無人機已在軍事、安保、交通、勘探、測繪、氣象等各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在軍用領(lǐng)域上，固定翼無人機一般用于高空高速偵查、打擊等。在民用領(lǐng)域上，固定翼無人機一般用于航拍、測繪、巡檢等。

無人機的各種應(yīng)用有不同的技術(shù)要求。例如，遠程偵察用的無人機對飛機的巡航要求高，而在野外起降的無人機要求飛機必須適應(yīng)簡陋的起降場所。用于航拍和測繪的無人機載重要求為拍攝云臺，而用于農(nóng)藥噴灑的無人機則需要大的載藥量以提高單個架次的噴灑面積。盡管這些無人機有不同的應(yīng)用和要求，但它們有一些共同的性能愿望。例如，大載重、短起降距離、耐碰撞、低維修成本、高安全性是大部分無人機希望有的特性。尤其現(xiàn)有的無人機，噴灑面積過小僅機翼部分，不能實現(xiàn)大面積噴灑效果。而且，最大升力系數(shù)不足，不能很好的滿足使用要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種設(shè)有噴灑系統(tǒng)的三段式固定翼無人機，具有更高的最大升力系數(shù)，使得飛機有更高的最大升力，同時提高固定翼無人機的載重、飛行和噴灑性能，使得固定翼飛機有更好的噴灑效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下技術(shù)方案：

一種設(shè)有噴灑系統(tǒng)的三段式固定翼無人機，該無人機的機翼為三段式翼型結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在機翼前緣的縫翼、設(shè)置在機翼中間的主翼和設(shè)置在機翼后緣的襟翼，主翼包括中央翼和設(shè)置在中央翼兩側(cè)的外翼，襟翼包括設(shè)置在中央翼后緣的襟翼和設(shè)置在外翼后緣的襟副翼；

噴灑系統(tǒng)包括容器、泵、噴管和噴頭，噴頭通過噴管與泵連接，泵通過噴管與容器連接：容器沿機翼的對稱面對稱分布，并設(shè)置在無人機重心處；噴頭沿機翼翼展分布，連接噴頭與泵的噴管設(shè)于機翼下部；噴管包括左右兩段外伸噴管，外伸噴管沿翼展方向從翼梢處向外延伸。

進一步的，所述固定翼為矩形機翼，中間的中央翼為平直段，左右外側(cè)的外翼帶有上反角。

進一步的，所述中央翼與外翼之間為可裝拆結(jié)構(gòu)，中央翼與外翼通過若干裝拆裝置安裝完成機翼。

進一步的，無人機還包括尾翼，尾翼包括機翼后方的尾翼連接結(jié)構(gòu)和尾翼連接結(jié)構(gòu)后方的水平尾翼、垂直尾翼，尾翼連接結(jié)構(gòu)通過裝拆裝置與機翼連接，水平尾翼、垂直尾翼通過裝拆裝置與尾翼連接結(jié)構(gòu)連接；其中，水平尾翼為全動水平尾翼，翼型中位線為中間下凹的弧線，水平尾翼根部的弦長大于等于梢部的弦長；垂直尾翼為全動垂直尾翼，垂直尾翼的根部的弦長大于等于梢部的弦長。

進一步的，尾翼連接結(jié)構(gòu)為一桿件，桿件截面不變或者變化，在桿件截面為變化結(jié)構(gòu)時，靠近機頭的一端截面大于靠近尾部的一端截面。

進一步的，所述裝拆裝置包括機翼裝拆裝置、尾撐桿-機翼裝拆裝置和尾撐桿-尾翼裝拆裝置，機翼裝拆裝置分布在機翼展向上，將機翼隔成左、中、右三段，三段機翼通過機翼裝拆裝置進行組裝和拆卸；

機翼裝拆裝置為耳片式連接結(jié)構(gòu)，耳片式連接結(jié)構(gòu)上設(shè)有裝拆孔，裝拆孔為螺栓連接孔，耳片式連接結(jié)構(gòu)上設(shè)有用于與機翼固定連接的安裝片；

或者

機翼裝拆裝置為管式連接結(jié)構(gòu)，中央翼與外翼通過管件套接的形式連接，一段管與外翼固接，并伸出外翼一段長度，另一段管內(nèi)嵌于中央翼內(nèi)；

尾撐桿-機翼裝拆裝置為管式連接結(jié)構(gòu)，管上設(shè)有安裝孔，通過安裝孔與機身通過螺栓連接；管上還設(shè)有定位鎖緊孔；管末端還設(shè)有鎖緊卡箍；

尾撐桿-尾翼裝拆裝置為帶開槽的長方形結(jié)構(gòu)，設(shè)有尾撐桿安裝孔、尾撐桿鎖緊孔、平尾安裝孔和垂尾安裝孔。

進一步的，所述容器為獨立式容器，內(nèi)置于所述機翼內(nèi)部，容器具有弧形上表面，與機翼上蒙皮貼合；容器具有弧形下表面，與機翼下蒙皮貼合；

或者

容器為獨立式容器，內(nèi)置于所述機翼內(nèi)部，容器具有弧形上表面，與機翼上蒙皮貼合；容器具有弧形下表面，與機翼下蒙皮貼合。

進一步的，所述容器內(nèi)部具有至少一個隔板，隔板上靠近容器底部至少有一個孔，該孔使得容器內(nèi)液體連通；隔板包括縱向隔板和橫向隔板。

進一步的，連接噴頭與泵的噴管內(nèi)嵌于機翼下表面，噴頭噴口朝向隨著遠離飛機對稱面而逐步向外；

或者

連接噴頭與泵的噴管位于機翼下方，噴頭噴口水平朝向后方。

進一步的，外伸噴管在翼梢處為可彎折結(jié)構(gòu)，噴灑時，噴管與展開狀，平行于水平面，非噴灑時，噴管為折疊狀，向上折疊垂直于水平面，或者在水平面內(nèi)向后折疊，折疊后的噴管不再伸到翼梢以外的范圍。

本發(fā)明公開的一種設(shè)有噴灑系統(tǒng)的三段式固定翼無人機，具有以下有益效果：

1.農(nóng)業(yè)應(yīng)用上，該固定翼無人機可應(yīng)用在農(nóng)藥噴灑和病蟲害防治上等，本發(fā)明通過加設(shè)的外伸噴管，能延展噴灑面積，提高了噴灑性能，實現(xiàn)高效率噴灑。

2.本發(fā)明的一個創(chuàng)新點是使用三段式機翼翼型。相對于目前的無人機用的單段式或兩段式翼型，三段式翼型有更高的最大升力系數(shù)，這使得飛機有更高的最大升力。最大升力的提高使得飛機可以有更高的載荷量和更低的失速速度，能在更短的跑道上起降，有更好的低速飛行性能。

附圖說明

圖1a:一種具有三段翼型、螺旋槳保護裝置的農(nóng)用噴灑無人機。

圖1b:圖1b的另一個角度，顯示了前起落架與螺旋槳保護裝置的連接和尾翼擦地片。

圖2a：一種平尾翼型。

圖2b：另一只平尾翼型。

圖3a：一種螺旋槳保護裝置的橫截面。

圖3b：另一種螺旋槳保護裝置的橫截面。

圖4:前起落架雙橫桿保護裝置。

圖5a:三段式翼型機翼和前置噴管。

圖5b:三段式翼型機翼和后置噴管。

圖6：噴灑系統(tǒng)連接圖

圖7：容器內(nèi)置示意圖

圖8：容器結(jié)構(gòu)示意圖

圖9：噴頭、噴管連接前視圖

圖10：另一種噴管、噴頭布置示意圖

圖11：飛機拆分圖

圖12a：一種機翼裝拆機構(gòu)

圖12b：另一種機翼裝拆結(jié)構(gòu)

圖13：一種機翼-尾撐桿連接結(jié)構(gòu)

圖14：一種尾翼裝拆結(jié)構(gòu)

圖15：具有三段翼型、螺旋槳保護裝置的無尾固定翼農(nóng)用噴灑無人機。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種設(shè)有噴灑系統(tǒng)的三段式固定翼無人機，具有更高的最大升力系數(shù)，使得飛機有更高的最大升力，同時提高固定翼無人機的載重、飛行和噴灑性能，使得固定翼飛機有更好的噴灑效率。

一種設(shè)有噴灑系統(tǒng)的三段式固定翼無人機，該無人機的機翼為三段式翼型結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在機翼前緣的縫翼107、設(shè)置在機翼中間的主翼和設(shè)置在機翼后緣的襟翼，主翼包括中央翼106和設(shè)置在中央翼106兩側(cè)的外翼105，襟翼包括設(shè)置在中央翼106后緣的襟翼103和設(shè)置在外翼105后緣的襟副翼101；

噴灑系統(tǒng)包括容器300、泵331、噴管(303、305、321、323)和噴頭(307、309、311、313、315、317、319)，噴頭通過噴管與泵331連接，泵331通過噴管與容器300連接：

容器300沿機翼的對稱面對稱分布，并設(shè)置在無人機重心處；

噴頭沿機翼翼展分布，連接噴頭與泵331的噴管設(shè)于機翼下部；

噴管包括左右兩段外伸噴管303、305，外伸噴管沿翼展方向從翼梢處向外延伸。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述固定翼為矩形機翼，中間的中央翼106為平直段，左右外側(cè)的外翼105帶有上反角。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述襟翼相對主翼為固定結(jié)構(gòu)、可移動或可轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)；所述縫翼相對主翼為固定結(jié)構(gòu)、可移動或轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述中央翼106與外翼105之間為可裝拆結(jié)構(gòu)，中央翼106與外翼105通過若干裝拆裝置安裝完成機翼。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述無人機還包括尾翼，尾翼包括機翼后方的尾翼連接結(jié)構(gòu)205和尾翼連接結(jié)構(gòu)205后方的水平尾翼203、垂直尾翼201，尾翼連接結(jié)構(gòu)205通過裝拆裝置與機翼連接，水平尾翼203、垂直尾翼201通過裝拆裝置與尾翼連接結(jié)構(gòu)205連接。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述水平尾翼為全動水平尾翼，翼型中位線211為中間下凹的弧線，水平尾翼203根部的弦長大于等于梢部的弦長。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述垂直尾翼201為全動垂直尾翼，垂直尾翼的根部的弦長大于等于梢部的弦長。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述尾翼連接結(jié)構(gòu)205為一桿件，桿件截面不變或者變化，在桿件截面為變化結(jié)構(gòu)時，靠近機頭的一端截面大于靠近尾部的一端截面。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述裝拆裝置包括機翼裝拆裝置601、尾撐桿-機翼裝拆裝置605和尾撐桿-尾翼裝拆裝置607，機翼裝拆裝置301分布在機翼展向上，將機翼隔成左、中、右三段，三段機翼通過機翼裝拆裝置601進行組裝和拆卸；

機翼裝拆裝置601為耳片式連接結(jié)構(gòu)，耳片式連接結(jié)構(gòu)上設(shè)有裝拆孔613、611，裝拆孔為螺栓連接孔，耳片式連接結(jié)構(gòu)上設(shè)有用于與機翼固定連接的安裝片615、617；

或者

機翼裝拆裝置601為管式連接結(jié)構(gòu)，中央翼106與外翼105通過管件套接的形式連接，一段管605與外翼固接，并伸出外翼一段長度，另一段管內(nèi)嵌于中央翼106內(nèi)；

尾撐桿-機翼裝拆裝置為管式連接結(jié)構(gòu)，管上設(shè)有安裝孔611，通過安裝孔611與機身通過螺栓連接；管上還設(shè)有定位鎖緊孔613；管末端還設(shè)有鎖緊卡箍615；

尾撐桿-尾翼裝拆裝置為帶開槽的長方形結(jié)構(gòu)，設(shè)有尾撐桿安裝孔625、尾撐桿鎖緊孔621、平尾安裝孔623和垂尾安裝孔627。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述縫翼107采用可變性吸能材料制成。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述容器300為獨立式容器，內(nèi)置于所述機翼內(nèi)部，容器300具有弧形上表面，與機翼上蒙皮貼合；容器300具有弧形下表面，與機翼下蒙皮貼合。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述容器300與機翼為一體式容器，該一體式容器由機翼梁、肋、蒙皮構(gòu)成，通過機翼梁、肋形成骨架，蒙皮包覆在骨架上形成容器。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述容器300內(nèi)部具有至少一個隔板302，隔板302上靠近容器底部至少有一個孔，該孔使得容器內(nèi)液體連通。

在本發(fā)明的一種實施例中，所述隔板302包括縱向隔板和橫向隔板。

在本發(fā)明的一種實施例中，連接噴頭與泵300的噴管內(nèi)嵌于機翼下表面，噴頭噴口朝向隨著遠離飛機對稱面而逐步向外(如圖9)。

在本發(fā)明的一種實施例中，連接噴頭與泵的噴管位于機翼下方，噴頭噴口水平朝向后方(如圖10)。

在本發(fā)明的一種實施例中，外伸噴管305、303在翼梢處為可彎折結(jié)構(gòu)，噴灑時，噴管與展開狀，平行于水平面，非噴灑時，噴管為折疊狀，向上折疊垂直于水平面，或者在水平面內(nèi)向后折疊，折疊后的噴管不再伸到翼梢以外的范圍。

具體而言：

本發(fā)明一種固定翼無人機，該無人機機翼翼型為三段式翼型，包括縫翼、主翼和襟翼；該無人機還具有多方位保護裝置，包括螺旋槳保護裝置、翼梢保護裝置和尾翼保護裝置；該無人機可攜帶噴灑系統(tǒng)，用于噴灑作業(yè)；該無人機還具有裝拆裝置，包括機翼裝拆裝置和尾翼裝拆裝置。該固定翼無人機載重大、低速飛行特性好、耐碰撞、使用安全性高，便于運輸，可用于農(nóng)業(yè)噴灑作業(yè)。

相對于目前的無人機用的單段式或兩段式翼型，三段式翼型具有更高的最大升力系數(shù)，這使得飛機有更高的最大升力。最大升力系數(shù)是一架飛機的重要技術(shù)指標(biāo)，影響著飛機的多種性能。例如，更高的最大升力系數(shù)使得飛機有更低的失速速度(保持平飛的最低速度)。更低的飛行速度使得無人機在偵查、拍攝、勘探時有更高的分辨率。最大升力系數(shù)的提高同時使得無人機起飛時能更早地離地騰空，實現(xiàn)短起飛距離。更低的飛行速度也使得飛機降落著陸時能在更短的距離內(nèi)剎車停止，減小降落距離。在空中飛行時，更高的升力系數(shù)使得飛機在同等速度下可以有更大的重量，提高有效載荷。三段翼型使得來流更好地貼著翼型的上表面，推遲上表面流場分離而獲得更高的升力系數(shù)。

本發(fā)明的一個實施例中機翼靠近飛機對稱面的主翼采用三段翼型。另一個實施例中外翼采用三段翼型。由于固定翼飛機的外翼一般有副翼以控制飛機的滾轉(zhuǎn)，采用三段翼型時副翼成為襟副翼101。襟副翼101差分偏轉(zhuǎn)時起著副翼的滾轉(zhuǎn)控制功能，不偏轉(zhuǎn)時襟副翼101是襟翼，提高飛機的升力系數(shù)。本發(fā)明的又一個實施例中縫翼107使用了可變形吸能的材料，如泡沫。這樣在碰撞中縫翼107犧牲自己而保護了飛機的其他部件。這一縫翼107是便于修補或直接替換的，以降低維修成本。

根據(jù)不同的需要，縫翼107和襟翼103可以是固定的或可移動的。本發(fā)明的一個實施例中縫翼107或襟翼103相對于主翼可以移動。這樣的方案使得飛機在高速巡航時可以將縫翼107和襟翼103收回與主翼合為單段翼型，減小巡航阻力。本發(fā)明的另一個實施例中縫翼107是固定的，以減少活動機構(gòu)，降低成本和重量。本發(fā)明的又一個實施例中襟翼103是固定的，以減少活動機構(gòu)，降低成本和重量。

固定翼無人機的尺寸有時使得運輸不方便，限制了使用范圍或者提高了使用成本。本發(fā)明的一些創(chuàng)新減小了運輸尺寸。本發(fā)明的一個實施例中機翼沿翼展方向有裝拆裝置，可以拆成若干機翼段。本發(fā)明的另一個實施例中機翼分成左機翼、中央機翼和右機翼三段，這三段機翼可以拆開。又一個實施例中中央機翼段為平直段，左右機翼有正上反角。

本發(fā)明的一些實施方式中，該無人機包括位于機翼后方的尾翼連接結(jié)構(gòu)205和位于尾翼連接結(jié)構(gòu)205后方的水平尾翼203、垂直尾翼201。其中，尾翼連接結(jié)構(gòu)205為一桿件。在一個實施例中，這一桿件截面是變化的，靠近機頭的一端截面較大，而靠近尾部的一端截面較小。這一變截面桿件在保證所需強度、剛度的同時減輕重量、節(jié)省材料。在一個實施例中垂直尾翼201包括垂直安定面和方向舵202，在另一個實施例中垂直尾翼201為全動垂直尾翼。垂尾根部的弦長可以大于梢部的弦長，也可以等于梢部的弦長。在一些實施例中水平尾翼203為全動水平尾翼，而且水平尾翼203的翼型中位線為中間下凹的弧線，這樣的翼型提供更高的下壓力(如圖2b)。在一些實施例中水平尾翼203包括水平安定面和升降舵204。平尾根部的弦長可以大于梢部的弦長，也可以等于梢部的弦長。

本發(fā)明的一個創(chuàng)新進一步提高有尾翼的固定翼無人機的運輸方便性。在一個實施例中連接尾翼和主翼(或者尾翼和機身)的桿件可以從主翼/機身上拆離。在另一個實施例中這一桿件可以從尾翼上拆離。在又一個實施例中垂尾可以與平尾分離開。在又一個實施例中平尾的左邊可以與平尾的右邊分離開。這些方案使得一架無人機可以分成多塊，便于運輸，到達使用地后再組裝使用。

無人機使用中的一個重要因素是安全性，另一個重要因素是維修成本。飛行中的無人機一旦出現(xiàn)偏差有可能損傷周邊的人員和財產(chǎn)。運轉(zhuǎn)中的螺旋槳也是安全隱患。前拉式固定翼無人機由于其螺旋槳位于最前方，最容易受到破壞，而且對其周圍的人員、其他動植物也具有一定的危險性。對螺旋槳及發(fā)動機的合理保護成為減小前拉式固定翼無人機使用、維修費用，降低使用風(fēng)險的關(guān)鍵。本發(fā)明的一個創(chuàng)新是在前拉式螺旋槳的兩側(cè)和前方裝備保護裝置，這樣即使無人機沖撞了人員，螺旋槳不會直接打到人身上。這既保護了人員，也降低了維修成本，因為螺旋槳和發(fā)動機一般是較昂貴的飛機部件。在一個實施例中這一保護裝置由桿件組成。在另一個實施例中保護裝置由桿件骨架及骨架兩側(cè)的緩沖裝置組成。在又一個實施例中緩沖裝置是貼附在桿件上的泡沫。泡沫的形狀使得螺旋槳前方桿件的總外形為流線型，減小阻力。本創(chuàng)新提高了前拉式固定翼無人機的安全性，降低了維修費用。

在一些實施方式中，該無人機起落架為前三點輪式起落架。本發(fā)明的另一個創(chuàng)新是把前起落架安裝在螺旋槳保護裝置上。這使得前起落架本身可以保護螺旋槳，同時螺旋槳的保護裝置為前起落架提供了支撐連接點，使得結(jié)構(gòu)緊湊，飛機重量低。

本發(fā)明的一些創(chuàng)新對無人機進行多方位的保護，以減低使用和維修成本。無人機起飛和著陸時容易發(fā)生碰撞和擦地。除了上面的前方保護裝置，本發(fā)明還從兩側(cè)和尾部對無人機進行保護，從而達到了四方位的保護。在一個實施方式中，該無人機在機翼翼梢處裝有翼梢保護裝置，避免翼梢觸地時沖擊、刮擦損傷機翼。在另一個實施方式中，該無人機還包括位于水平尾翼底部的尾翼保護裝置，避免平尾觸地時沖擊、刮擦損傷尾翼。在一些實施例中，這些保護裝置為便于更換的擦地片。

固定翼無人機的尺寸一般較大，尤其是高載重的固定翼無人機。無人機的尺寸使得其運輸不方便，運輸成本高甚至無法運輸，這限制和影響了無人機的應(yīng)用范圍和應(yīng)用成本。本發(fā)明的又一個創(chuàng)新減小了固定翼無人機的運輸尺寸，從而克服了這一個困難。

農(nóng)業(yè)上固定翼無人機應(yīng)用在農(nóng)作物長勢、蟲害檢測等，而更需要勞動力的農(nóng)藥噴灑、授粉噴灑等噴灑作業(yè)大部分使用無人直升機或者多旋翼。本發(fā)明的一個應(yīng)用是提高固定翼無人機的載重、飛行和噴灑性能，使得固定翼飛機有更好的噴灑效率。這樣的無人機可以用于林業(yè)、農(nóng)業(yè)和草業(yè)的灌溉、濕潤、灑藥、施肥和傳粉等。該無人機包括一套噴灑系統(tǒng)，包括：容器、泵、噴管、噴頭，噴頭通過噴管與泵連接，泵通過噴管與容器連接。

提高噴灑幅寬可以提高噴灑效率，本發(fā)明的一個實施例中噴管包括左右兩段外伸段噴管，外伸段噴管沿翼展方向從翼梢處向外延伸。外伸段噴管可在翼梢處彎折。將外伸段噴管向上或向后或向前彎折可以減小噴管在飛機展向上的長度，減小飛機在起飛和降落時展長，降低對起降場所的要求。

本發(fā)明的另一個實施例改變噴頭的噴灑方向，增加實際幅寬。噴頭的軸線與機翼對稱面的夾角隨噴頭與機翼對稱面的距離的變大而變大。這使得噴頭的噴灑方向逐步向翼梢的外側(cè)偏轉(zhuǎn)，獲得更高的幅寬。

本發(fā)明的另一個目的是減小噴灑用固定翼飛行器的飛行阻力，以減小動力的要求和能量的損耗。一般的噴灑用無人機將容器外露在飛行器的表面，或者增加機身的體積和表面積來安置容器。這些方法都增加了飛行器的飛行阻力。本發(fā)明的一個創(chuàng)新是將容器內(nèi)置于機翼內(nèi)部，而且在全機重心的附近。這樣隨著容器內(nèi)液體重量的變化全機的重心位置變化不大。在一個實施例中，容器為獨立式容器，內(nèi)置于機翼內(nèi)部，沿機翼對稱面對稱分布。在一些實施方式中，容器具有弧形上表面，與機翼上蒙皮貼合；容器具有弧形下表面，與機翼下蒙皮貼合。獨立式的容器便于更換。在另一個實施例中，容器為一體式容器，該一體式容器由機翼梁、肋、蒙皮構(gòu)成。一體式容器充分利用了原有的機翼結(jié)構(gòu)，節(jié)省了材料和飛機重量。為了進一步減小飛行阻力，本發(fā)明的又一個實施例中噴頭沿機翼翼展分布，連接噴頭與泵的噴管內(nèi)嵌于機翼下表面，根據(jù)需要可內(nèi)嵌安裝在縫翼下表面或主翼下表面。本發(fā)明的又一個實施例將泵內(nèi)置于機翼內(nèi)部。

由于液體會在容器中來回流動，甚至激蕩，其慣性力和重心的變化對飛機的飛行姿態(tài)造成影響，干擾甚至破壞了正常的飛行狀態(tài)。本發(fā)明的一個目的是減小和壓制這種液體流動。本發(fā)明的一個實施例中容器內(nèi)部具有至少一個隔板，隔板上至少有一個靠近容器底部孔。這個孔使得液體是連通的。

綜上所述，固定翼無人機有著廣泛的應(yīng)用，本發(fā)明提高了飛機的多個性能，包括最大升力系數(shù)、安全性、載重、起降性能、耐碰撞性能、安全性等。本發(fā)明的應(yīng)用將使得固定翼飛機在農(nóng)業(yè)和其他領(lǐng)域有更廣泛的市場。

圖1a和圖1b為本發(fā)明的一種實施例。一種具有三段翼型、保護裝置及噴灑系統(tǒng)的可裝拆的農(nóng)用噴灑無人機。本實施例是對本發(fā)明部分內(nèi)容的示意說明，不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗屏藱?quán)利要求的范圍。

圖1所示無人機包括動力裝置、機翼、水平尾翼、垂直尾翼、尾撐桿、保護裝置、噴灑系統(tǒng)。其中：

機翼翼型為三段式翼型，包括：設(shè)置在機翼前緣的縫翼107、設(shè)置在機翼中間的主翼和設(shè)置在機翼后緣的襟翼，主翼包括中央翼106和設(shè)置在中央翼106兩側(cè)的外翼105，襟翼包括設(shè)置在中央翼106后緣的襟翼103和設(shè)置在外翼105后緣的襟副翼101。三段式翼型具有高升力系數(shù)特性，提高無人機載重能力及低速飛行特性。襟副翼101、102可差動偏轉(zhuǎn)控制無人機滾轉(zhuǎn)，可同時向下偏轉(zhuǎn)作為增升裝置，也可同時向上偏轉(zhuǎn)作為減速板。在另一個實施例中襟副翼101、102只能進行差分偏轉(zhuǎn)，不能進行同向偏轉(zhuǎn)。當(dāng)襟副翼101、102處于中性位置，且無差分偏轉(zhuǎn)時，它們相對主翼有間隙和轉(zhuǎn)動，起著襟翼的增升作用。襟翼103起到增升作用。在一個實施例中，襟翼103的偏轉(zhuǎn)角是可以調(diào)整的，以適應(yīng)不同載荷、飛行任務(wù)的氣動需求。例如，起飛和降落時采用大偏轉(zhuǎn)角以提高升力，巡航時減小或消除偏轉(zhuǎn)角以降低阻力。在另一個實施例中，襟翼103的偏轉(zhuǎn)角是固定不變的。這樣的設(shè)計不需要改變偏轉(zhuǎn)角時的活動機構(gòu)，比較簡單，而且節(jié)省材料和重量。

圖1中機翼為矩形機翼，中間的中央翼為平直段，左右外側(cè)的外翼帶有上反角，提高無人機橫向穩(wěn)定性。矩形機翼的優(yōu)點是便于制造。在另一個實施例中，機翼帶有根梢比，靠近飛機對稱面處的弦長大于翼梢處的弦長。當(dāng)平均弦長不變時，帶根梢比的機翼有更低的氣動阻力和更大的藥箱容量。

尾翼通過尾翼連接結(jié)構(gòu)205與機翼連接，包括垂直尾翼(201、202)和水平尾翼(203、204)；垂直尾翼201包括垂直安定面和方向舵202；水平尾翼203包括水平安定面和升降舵204。在另一種實施例中，垂直尾翼為全動垂尾。在又一種實施例中，水平尾翼為全動平尾。圖1中的垂直尾翼帶有根梢比，即根部的弦長大于梢部的弦長。在另一種實施例中，垂直尾翼為平直段，各展位的弦長一樣。圖1中的水平尾翼帶有根梢比，即根部的弦長大于梢部的弦長。在另一種實施例中，水平尾翼為平直段，各展位的弦長一樣。

圖2顯示了水平尾翼的不同翼型。圖2a顯示了對稱的水平尾翼翼型。對稱翼型上下對稱，中位線為直線。圖2b顯示了下凹的水平尾翼翼型。下凹翼型的中位線211為中間下彎的弧線。下凹翼型有更高的下壓力，增強全機的配平能力。

保護裝置包括螺旋槳保護裝置、翼梢保護裝置和尾翼保護裝置。螺旋槳保護裝置包括位于動力裝置501左側(cè)的第一縱桿409、前方的橫桿407和右側(cè)的第二縱桿411。第一縱桿409和第二縱桿411一端固定連接到機翼上，另一端朝前延伸，與橫桿407連接。保護桿件結(jié)構(gòu)的一種橫截面如圖3a，只有桿件骨架408，另一種橫截面如圖3b，包括桿件骨架408和緩沖裝置406。緩沖裝置406具有能量儲備能力或吸收能量的彈性材料，如泡沫，貼附在骨架408的外面。這一開放式的貼附結(jié)構(gòu)方便于緩沖裝置406的替換。翼梢保護裝置包括左翼梢擦地片413和右翼梢擦地片415，分別安裝在左右翼梢的下方，當(dāng)飛機一側(cè)機翼觸地時，左翼梢擦地片413或右翼梢415最先觸地，保護了其他部件。擦地片的結(jié)構(gòu)為順著飛行時的來流方向，迎風(fēng)面積和氣動阻力小。尾翼保護裝置為尾翼擦地片417，位于平尾203的下方。當(dāng)飛機過度抬頭而使尾部觸地時，尾翼擦地片最先觸地，保護了其他部件。尾翼擦地片417的結(jié)構(gòu)順著飛行時的來流方向，迎風(fēng)面積和氣動阻力小。擦地片413、415、417的結(jié)構(gòu)便于更換，例如是通過緊固件連接到飛機的片狀結(jié)構(gòu)。

如圖1b中顯示，飛機的前起落架連接在螺旋槳的主支撐桿401上。這一創(chuàng)新一方面使得前起落架本身保護了螺旋槳，同時主支撐桿401又為前起落架提供了連接點。

圖4顯示了一種新的前保護桿和前起落架結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中，螺旋槳橫桿407包括兩根有一定前后距離的橫向桿件，前起落架包括中間主支撐桿401和兩側(cè)斜支撐桿408。主支撐桿401和斜支撐桿408一端固定連接，另一端分別與第一橫桿固定連接。前起落架主支撐桿401、斜支撐桿408和螺旋槳橫桿407構(gòu)成四面體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在前后方向、左右方向同時具有更高的強度和剛度，保證前起落架的經(jīng)久耐用。

本發(fā)明的一個目的是一架高效、可靠的噴灑用固定翼無人機。圖5顯示了一種噴灑系統(tǒng)，包括容器300、泵331、噴管(303、305、321、323)和噴頭(307、309、311、313、315、317、319)。圖7顯示了容器300位于中央翼內(nèi)部，左右對稱。相比與外置的容器和增加機身體積的容器，這樣的內(nèi)置式的容器保持了飛機外形的干凈流線，不額外增加飛機的阻力。容器300位于飛機的重心和升力中心處，這樣藥液量的變化對重心的影響不大，使得飛機容易保持良好的飛行狀態(tài)。泵331位于主翼105內(nèi)部，容器300與泵331通過噴管323相連。噴頭(307、309、311、313、315、317、319)與泵331通過噴管(303、305、321)相連。噴管321內(nèi)嵌于縫翼107下表面。

噴管303、噴管305與噴管321的連接為可彎折連接，噴灑時，噴管303、噴管305為展開狀，平行于水平面，非噴灑時，噴管303、噴管305為折疊狀，向上折疊垂直于水平面，或者在水平面內(nèi)向后折疊。折疊后的噴管不再伸到翼梢以外的范圍，便于飛機的起飛和降落。

噴灑時，噴頭319軸線垂直于水平面，噴頭311軸線和噴頭313軸線與水平面夾角較大，噴頭315軸線和噴頭317軸線與水平面夾角較小，噴頭307軸線和噴頭309軸線與水平面夾角最小。噴頭的噴灑方向隨著遠離飛機對稱面而逐步向外，使得噴灑幅寬大于左右最外端噴頭之間的距離，提高了噴灑效率。

在一個實施例中，容器300上表面為弧形面，與主翼107上蒙皮曲面貼合；容器300下表面為弧形面，與主翼107下蒙皮貼合。在相同體積條件下，使容器的厚度達到最大，減小容器前后長度和左右長度，進一步減小藥液的重心變化范圍。

容器內(nèi)的液體的移動會使得飛機的重心發(fā)生變化，因此影響飛機的飛行。圖8顯示容器300內(nèi)部有橫向、縱向的隔板302，隔板底部有若干個開孔。這些隔板減緩了液體的移動，提高飛機的飛行穩(wěn)定性。

圖10展示了另外一種噴管、噴頭布置形式。噴管321通過支架312安裝在機翼下方，噴頭310沿噴管分布，噴口朝后。噴口朝后使得藥液相對飛機具有一個向后的速度，該速度全部或部分抵消飛機的飛行速度，降低藥液相對地面的水平速度，從而降低藥液進一步霧化。

固定翼無人機的尺寸有時使得運輸不方便。本發(fā)明的一個目的是減小固定翼無人機的運輸尺寸，使得運輸方便，降低運輸成本，擴大應(yīng)用范圍。圖1顯示了該無人機的多個裝拆機構(gòu)，包括機翼裝拆裝置(601、603)、尾撐桿-機翼裝拆裝置605、尾撐桿-尾翼裝拆裝置607。圖11顯示拆開后的飛機的各個部件。機翼裝拆裝置601和603分布在機翼展向上，將機翼隔成左、中、右三段。三段機翼通過機翼裝拆裝置601和603進行組裝和拆卸。圖12a展示了一種裝拆結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為耳片式連接結(jié)構(gòu)，裝拆孔611、613為螺栓連接孔。安裝片615、617用于耳片與機翼固定連接。圖12b顯示了又一種管式的機翼裝拆結(jié)構(gòu)，中央翼與外翼通過管件套接的形式連接，一段管605與外翼固接，并伸出外翼一段長度，另一段管607與中央翼固接內(nèi)嵌于中央翼內(nèi)。管605伸出外翼段的外圓柱面與管607內(nèi)圓柱面配合。尾撐桿裝拆裝置位于尾撐桿與機翼連接位置，用于機翼和尾撐桿的組裝和拆卸。圖13為一種管式尾撐桿連接結(jié)構(gòu)，其中安裝孔611為該結(jié)構(gòu)與機身螺栓連接用的；定位鎖緊孔613為尾撐桿定位、鎖緊孔；615為尾撐桿鎖緊卡箍。尾翼裝拆結(jié)構(gòu)如圖14所屬，該結(jié)構(gòu)為帶開槽的長方形結(jié)構(gòu)。其中孔625為尾撐桿安裝孔，孔621為尾撐桿鎖緊孔，孔623為平尾安裝孔，孔627為垂尾安裝孔。

圖15為本發(fā)明的另一種實施例，一種具有三段翼型、螺旋槳保護裝置的無尾農(nóng)用噴灑無人機示意圖。

本實施例與第一實施例的不同之處主要在于：本實施例所示固定翼無人機為無尾固定翼無人機。無尾無人機的尺寸較小，更方便于運輸和使用。該無人機包括：動力裝置、螺旋槳保護裝置、起落架、機翼、雙垂直尾翼201。

雙垂直尾翼201包括垂直安定面和方向舵203。雙垂直尾翼201安裝在機翼兩側(cè)靠近翼梢處。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，而非對其限制；應(yīng)當(dāng)指出，盡管參照上述各實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對上述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或?qū)ζ渲胁糠只蛘呷考夹g(shù)特征進行等同替換；而這些修改和替換，并不使相應(yīng)的技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。