本實(shí)用新型涉及無人飛行器領(lǐng)域，具體涉及一種設(shè)有保護(hù)裝置的三段式固定翼無人機(jī)。

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(jī)已在軍事、安保、交通、勘探、測(cè)繪、氣象等各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在軍用領(lǐng)域上，固定翼無人機(jī)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(jī)一般用于航拍、測(cè)繪、巡檢等。

無人機(jī)的各種應(yīng)用有不同的技術(shù)要求。例如，遠(yuǎn)程偵察用的無人機(jī)對(duì)飛機(jī)的巡航要求高，而在野外起降的無人機(jī)要求飛機(jī)必須適應(yīng)簡陋的起降場(chǎng)所。用于航拍和測(cè)繪的無人機(jī)載重要求為拍攝云臺(tái)，而用于農(nóng)藥噴灑的無人機(jī)則需要大的載藥量以提高單個(gè)架次的噴灑面積。盡管這些無人機(jī)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(jī)希望有的特性。固定翼無人機(jī)的安全性和維護(hù)成本是影響其高效、大范圍應(yīng)用的重要因素。前拉式固定翼無人機(jī)由于其螺旋槳位于最前方，最容易受到破壞，而且對(duì)其周圍的人員、其他動(dòng)植物也具有一定的危險(xiǎn)性。尤其現(xiàn)有的無人機(jī)，最大升力系數(shù)不足，不能很好的滿足使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種設(shè)有保護(hù)裝置的三段式固定翼無人機(jī)，具有更高的最大升力系數(shù)，使得飛機(jī)有更高的最大升力，同時(shí)能夠?qū)C(jī)身和螺旋槳進(jìn)行合理的保護(hù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型公開了如下技術(shù)方案：

一種設(shè)有保護(hù)裝置的三段式固定翼無人機(jī)，該固定翼無人機(jī)的機(jī)翼為三段式翼型結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在機(jī)翼前緣的縫翼、設(shè)置在機(jī)翼中間的主翼和設(shè)置在機(jī)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；

在機(jī)身前端設(shè)有前拉式螺旋槳，保護(hù)裝置包括螺旋槳保護(hù)裝置、翼梢保護(hù)裝置、尾翼保護(hù)裝置：螺旋槳保護(hù)裝置位于螺旋槳的兩側(cè)和前方，包括骨架和緩沖裝置，緩沖裝置貼附于骨架外側(cè)，骨架包括位于螺旋槳左側(cè)的第一縱桿、前方的橫桿和右側(cè)的第二縱桿，第一縱桿和第二縱桿一端固定連接在機(jī)翼上，另一端向前延伸，與橫桿連接；翼梢保護(hù)裝置位于機(jī)翼翼梢處，包括左翼梢擦地片和右翼梢擦地片，分別安裝在左右翼梢的下方，當(dāng)飛機(jī)一側(cè)機(jī)翼觸地時(shí)，擦地片最先觸地；尾翼保護(hù)裝置位于無人機(jī)水平尾翼的底部，尾翼保護(hù)裝置為尾翼擦地片，當(dāng)飛機(jī)過度抬頭而使尾部觸地時(shí)，尾翼擦地片最先觸地。

進(jìn)一步的，所述固定翼為矩形機(jī)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(jìn)一步的，所述襟翼相對(duì)主翼為固定結(jié)構(gòu)、可移動(dòng)或可轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)；所述縫翼相對(duì)主翼為固定結(jié)構(gòu)、可移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

進(jìn)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(jī)翼。

進(jìn)一步的，無人機(jī)還包括尾翼，尾翼包括機(jī)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(jī)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(dòng)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(dòng)垂直尾翼，垂直尾翼的根部的弦長大于等于梢部的弦長。

進(jìn)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(shí)，靠近機(jī)頭的一端截面大于靠近尾部的一端截面。

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

機(jī)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(jī)翼固定連接的安裝片；

或者

機(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)一步的，左翼梢擦地片和右翼梢擦地片為順著無人機(jī)飛行時(shí)的來流方向的流線型結(jié)構(gòu)；尾翼擦地片為順著無人機(jī)飛行時(shí)的來流方向的流線型結(jié)構(gòu)；擦地片為通過緊固件連接到無人機(jī)的片狀結(jié)構(gòu)

進(jìn)一步的，所述無人機(jī)還包括前三點(diǎn)輪式起落架，起落架包括前起落架和主起落架，前起落架安裝在螺旋槳保護(hù)裝置的橫桿上，主起落架安裝在機(jī)身底部。

進(jìn)一步的，所述橫桿包括兩根有一定前后距離的第一橫桿和第二橫桿，前起落架包括主支撐桿和兩側(cè)的斜支撐桿，主支撐桿一端固定在后端的第二橫桿上，兩根斜支撐桿一端對(duì)稱固定在主支撐桿上，另一端分別與設(shè)定在前端的第一橫桿固定連接，主支撐桿、斜支撐桿、第一橫桿、第二橫桿構(gòu)成四面體結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型公開的一種設(shè)有保護(hù)裝置的三段式固定翼無人機(jī)，具有以下有益效果：

本實(shí)用新型的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是使用三段式機(jī)翼翼型。相對(duì)于目前的無人機(jī)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(jī)有更高的最大升力。最大升力的提高使得飛機(jī)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。

本實(shí)用新型對(duì)無人機(jī)進(jìn)行多方位的保護(hù)，以減低使用和維修成本。無人機(jī)起飛和著陸時(shí)容易發(fā)生碰撞和擦地。除了上面的前方保護(hù)裝置，本實(shí)用新型還從兩側(cè)和尾部對(duì)無人機(jī)進(jìn)行保護(hù)，從而達(dá)到了四方位的保護(hù)，避免翼梢和尾翼觸地時(shí)沖擊、刮擦損傷機(jī)翼，提高了前拉式固定翼無人機(jī)的安全性，降低了維修費(fèi)用，降低了使用風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

圖1a:一種具有三段翼型、螺旋槳保護(hù)裝置的農(nóng)用噴灑無人機(jī)。

圖1b:圖1a的另一個(gè)角度，顯示了前起落架與螺旋槳保護(hù)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(hù)裝置的橫截面。

圖3b：另一種螺旋槳保護(hù)裝置的橫截面。

圖4:前起落架雙橫桿保護(hù)裝置。

圖5a:三段式翼型機(jī)翼和前置噴管。

圖5b:三段式翼型機(jī)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(jī)拆分圖

圖12a：一種機(jī)翼裝拆機(jī)構(gòu)

圖12b：另一種機(jī)翼裝拆結(jié)構(gòu)

圖13：一種機(jī)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(hù)裝置的無尾固定翼農(nóng)用噴灑無人機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型的核心是提供一種設(shè)有保護(hù)裝置的三段式固定翼無人機(jī)，具有更高的最大升力系數(shù)，使得飛機(jī)有更高的最大升力，同時(shí)能夠?qū)C(jī)身和螺旋槳進(jìn)行合理的保護(hù)。

一種設(shè)有保護(hù)裝置的三段式固定翼無人機(jī)，其特征在于，該固定翼無人機(jī)的機(jī)翼為三段式翼型結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在機(jī)翼前緣的縫翼107、設(shè)置在機(jī)翼中間的主翼和設(shè)置在機(jī)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。

在機(jī)身前端設(shè)有前拉式螺旋槳，保護(hù)裝置包括螺旋槳保護(hù)裝置、翼梢保護(hù)裝置、尾翼保護(hù)裝置：

螺旋槳保護(hù)裝置位于螺旋槳的兩側(cè)和前方，包括骨架408和緩沖裝置，緩沖裝置貼附于骨架408外側(cè)，骨架408包括位于螺旋槳左側(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411一端固定連接在機(jī)翼上，另一端向前延伸，與橫桿407連接；

翼梢保護(hù)裝置位于機(jī)翼翼梢處，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(jī)一側(cè)機(jī)翼觸地時(shí)，擦地片最先觸地；

尾翼保護(hù)裝置位于無人機(jī)水平尾翼的底部，尾翼保護(hù)裝置為尾翼擦地片417，當(dāng)飛機(jī)過度抬頭而使尾部觸地時(shí)，尾翼擦地片417最先觸地。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述固定翼為矩形機(jī)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。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述襟翼相對(duì)主翼為固定結(jié)構(gòu)、可移動(dòng)或可轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)；所述縫翼相對(duì)主翼為固定結(jié)構(gòu)、可移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)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(jī)翼。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述無人機(jī)還包括尾翼，尾翼包括機(jī)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(jī)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。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述水平尾翼為全動(dòng)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。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述垂直尾翼201為全動(dòng)垂直尾翼，垂直尾翼的根部的弦長大于等于梢部的弦長。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)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(shí)，靠近機(jī)頭的一端截面大于靠近尾部的一端截面。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述裝拆裝置包括機(jī)翼裝拆裝置 601、尾撐桿-機(jī)翼裝拆裝置605和尾撐桿-尾翼裝拆裝置607，機(jī)翼裝拆裝置301分布在機(jī)翼展向上，將機(jī)翼隔成左、中、右三段，三段機(jī)翼通過機(jī)翼裝拆裝置601進(jìn)行組裝和拆卸；

機(jī)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(jī)翼固定連接的安裝片615、617；

或者

機(jī)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(jī)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(jī)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。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述縫翼107采用可變性吸能材料制成。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，緩沖裝置為貼附在骨架408上的泡沫。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，左翼梢擦地片413和右翼梢擦地片415為順著無人機(jī)飛行時(shí)的來流方向的流線型結(jié)構(gòu)；尾翼擦地片 417為順著無人機(jī)飛行時(shí)的來流方向的流線型結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，擦地片為通過緊固件連接到無人機(jī)的片狀結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述無人機(jī)還包括前三點(diǎn)輪式起落架，起落架包括前起落架和主起落架，前起落架安裝在螺旋槳保護(hù)裝置的橫桿407上，主起落架安裝在機(jī)身底部。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述橫桿407包括兩根有一定前后距離的第一橫桿和第二橫桿(圖4)，前起落架包括主支撐桿401 和兩側(cè)的斜支撐桿408，主支撐桿401一端固定在后端的第二橫桿上，兩根斜支撐桿408一端對(duì)稱固定在主支撐桿401上，另一端分別與設(shè)定在前端的第一橫桿固定連接，主支撐桿401、斜支撐桿408、第一橫桿、第二橫桿構(gòu)成四面體結(jié)構(gòu)。

具體而言：

本實(shí)用新型一種固定翼無人機(jī)，該無人機(jī)機(jī)翼翼型為三段式翼型，包括縫翼、主翼和襟翼；該無人機(jī)還具有多方位保護(hù)裝置，包括螺旋槳保護(hù)裝置、翼梢保護(hù)裝置和尾翼保護(hù)裝置；該無人機(jī)可攜帶噴灑系統(tǒng)，用于噴灑作業(yè)；該無人機(jī)還具有裝拆裝置，包括機(jī)翼裝拆裝置和尾翼裝拆裝置。該固定翼無人機(jī)載重大、低速飛行特性好、耐碰撞、使用安全性高，便于運(yùn)輸，可用于農(nóng)業(yè)噴灑作業(yè)。

相對(duì)于目前的無人機(jī)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(jī)有更高的最大升力。最大升力系數(shù)是一架飛機(jī)的重要技術(shù)指標(biāo)，影響著飛機(jī)的多種性能。例如，更高的最大升力系數(shù)使得飛機(jī)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(jī)在偵查、拍攝、勘探時(shí)有更高的分辨率。最大升力系數(shù)的提高同時(shí)使得無人機(jī)起飛時(shí)能更早地離地騰空，實(shí)現(xiàn)短起飛距離。更低的飛行速度也使得飛機(jī)降落著陸時(shí)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(shí)，更高的升力系數(shù)使得飛機(jī)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(chǎng)分離而獲得更高的升力系數(shù)。

本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中機(jī)翼靠近飛機(jī)對(duì)稱面的主翼采用三段翼型。另一個(gè)實(shí)施例中外翼采用三段翼型。由于固定翼飛機(jī)的外翼一般有副翼以控制飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)，采用三段翼型時(shí)副翼成為襟副翼101。襟副翼101差分偏轉(zhuǎn)時(shí)起著副翼的滾轉(zhuǎn)控制功能，不偏轉(zhuǎn)時(shí)襟副翼 101是襟翼，提高飛機(jī)的升力系數(shù)。本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)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(hù)了飛機(jī)的其他部件。這一縫翼107是便于修補(bǔ)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(dòng)的。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中縫翼107或襟翼103相對(duì)于主翼可以移動(dòng)。這樣的方案使得飛機(jī)在高速巡航時(shí)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。本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中縫翼107是固定的，以減少活動(dòng)機(jī)構(gòu)，降低成本和重量。本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施例中襟翼103是固定的，以減少活動(dòng)機(jī)構(gòu)，降低成本和重量。

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

本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，該無人機(jī)包括位于機(jī)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(gè)實(shí)施例中，這一桿件截面是變化的，靠近機(jī)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(qiáng)度、剛度的同時(shí)減輕重量、節(jié)省材料。在一個(gè)實(shí)施例中垂直尾翼201包括垂直安定面和方向舵 202，在另一個(gè)實(shí)施例中垂直尾翼201為全動(dòng)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(shí)施例中水平尾翼203為全動(dòng)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(shí)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。

本實(shí)用新型的一個(gè)創(chuàng)新進(jìn)一步提高有尾翼的固定翼無人機(jī)的運(yùn)輸方便性。在一個(gè)實(shí)施例中連接尾翼和主翼(或者尾翼和機(jī)身)的桿件可以從主翼/機(jī)身上拆離。在另一個(gè)實(shí)施例中這一桿件可以從尾翼上拆離。在又一個(gè)實(shí)施例中垂尾可以與平尾分離開。在又一個(gè)實(shí)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(jī)可以分成多塊，便于運(yùn)輸，到達(dá)使用地后再組裝使用。

無人機(jī)使用中的一個(gè)重要因素是安全性，另一個(gè)重要因素是維修成本。飛行中的無人機(jī)一旦出現(xiàn)偏差有可能損傷周邊的人員和財(cái)產(chǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)中的螺旋槳也是安全隱患。前拉式固定翼無人機(jī)由于其螺旋槳位于最前方，最容易受到破壞，而且對(duì)其周圍的人員、其他動(dòng)植物也具有一定的危險(xiǎn)性。對(duì)螺旋槳及發(fā)動(dòng)機(jī)的合理保護(hù)成為減小前拉式固定翼無人機(jī)使用、維修費(fèi)用，降低使用風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。本實(shí)用新型的一個(gè)創(chuàng)新是在前拉式螺旋槳的兩側(cè)和前方裝備保護(hù)裝置，這樣即使無人機(jī)沖撞了人員，螺旋槳不會(huì)直接打到人身上。這既保護(hù)了人員，也降低了維修成本，因?yàn)槁菪龢桶l(fā)動(dòng)機(jī)一般是較昂貴的飛機(jī)部件。在一個(gè)實(shí)施例中這一保護(hù)裝置由桿件組成。在另一個(gè)實(shí)施例中保護(hù)裝置由桿件骨架及骨架兩側(cè)的緩沖裝置組成。在又一個(gè)實(shí)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(jī)的安全性，降低了維修費(fèi)用。

在一些實(shí)施方式中，該無人機(jī)起落架為前三點(diǎn)輪式起落架。本實(shí)用新型的另一個(gè)創(chuàng)新是把前起落架安裝在螺旋槳保護(hù)裝置上。這使得前起落架本身可以保護(hù)螺旋槳，同時(shí)螺旋槳的保護(hù)裝置為前起落架提供了支撐連接點(diǎn)，使得結(jié)構(gòu)緊湊，飛機(jī)重量低。

本實(shí)用新型的一些創(chuàng)新對(duì)無人機(jī)進(jìn)行多方位的保護(hù)，以減低使用和維修成本。無人機(jī)起飛和著陸時(shí)容易發(fā)生碰撞和擦地。除了上面的前方保護(hù)裝置，本實(shí)用新型還從兩側(cè)和尾部對(duì)無人機(jī)進(jìn)行保護(hù)，從而達(dá)到了四方位的保護(hù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，該無人機(jī)在機(jī)翼翼梢處裝有翼梢保護(hù)裝置，避免翼梢觸地時(shí)沖擊、刮擦損傷機(jī)翼。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該無人機(jī)還包括位于水平尾翼底部的尾翼保護(hù)裝置，避免平尾觸地時(shí)沖擊、刮擦損傷尾翼。在一些實(shí)施例中，這些保護(hù)裝置為便于更換的擦地片。

固定翼無人機(jī)的尺寸一般較大，尤其是高載重的固定翼無人機(jī)。無人機(jī)的尺寸使得其運(yùn)輸不方便，運(yùn)輸成本高甚至無法運(yùn)輸，這限制和影響了無人機(jī)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用成本。本實(shí)用新型的又一個(gè)創(chuàng)新減小了固定翼無人機(jī)的運(yùn)輸尺寸，從而克服了這一個(gè)困難。

農(nóng)業(yè)上固定翼無人機(jī)應(yīng)用在農(nóng)作物長勢(shì)、蟲害檢測(cè)等，而更需要?jiǎng)趧?dòng)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(jī)或者多旋翼。本實(shí)用新型的一個(gè)應(yīng)用是提高固定翼無人機(jī)的載重、飛行和噴灑性能，使得固定翼飛機(jī)有更好的噴灑效率。這樣的無人機(jī)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(jī)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，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)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(jī)展向上的長度，減小飛機(jī)在起飛和降落時(shí)展長，降低對(duì)起降場(chǎng)所的要求。

本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例改變噴頭的噴灑方向，增加實(shí)際幅寬。噴頭的軸線與機(jī)翼對(duì)稱面的夾角隨噴頭與機(jī)翼對(duì)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。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是減小噴灑用固定翼飛行器的飛行阻力，以減小動(dòng)力的要求和能量的損耗。一般的噴灑用無人機(jī)將容器外露在飛行器的表面，或者增加機(jī)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。本實(shí)用新型的一個(gè)創(chuàng)新是將容器內(nèi)置于機(jī)翼內(nèi)部，而且在全機(jī)重心的附近。這樣隨著容器內(nèi)液體重量的變化全機(jī)的重心位置變化不大。在一個(gè)實(shí)施例中，容器為獨(dú)立式容器，內(nèi)置于機(jī)翼內(nèi)部，沿機(jī)翼對(duì)稱面對(duì)稱分布。在一些實(shí)施方式中，容器具有弧形上表面，與機(jī)翼上蒙皮貼合；容器具有弧形下表面，與機(jī)翼下蒙皮貼合。獨(dú)立式的容器便于更換。在另一個(gè)實(shí)施例中，容器為一體式容器，該一體式容器由機(jī)翼梁、肋、蒙皮構(gòu)成。一體式容器充分利用了原有的機(jī)翼結(jié)構(gòu)，節(jié)省了材料和飛機(jī)重量。為了進(jìn)一步減小飛行阻力，本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施例中噴頭沿機(jī)翼翼展分布，連接噴頭與泵的噴管內(nèi)嵌于機(jī)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。本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施例將泵內(nèi)置于機(jī)翼內(nèi)部。

由于液體會(huì)在容器中來回流動(dòng)，甚至激蕩，其慣性力和重心的變化對(duì)飛機(jī)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)。本實(shí)用新型的一個(gè)目的是減小和壓制這種液體流動(dòng)。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中容器內(nèi)部具有至少一個(gè)隔板，隔板上至少有一個(gè)靠近容器底部孔。這個(gè)孔使得液體是連通的。

綜上所述，固定翼無人機(jī)有著廣泛的應(yīng)用，本實(shí)用新型提高了飛機(jī)的多個(gè)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。本實(shí)用新型的應(yīng)用將使得固定翼飛機(jī)在農(nóng)業(yè)和其他領(lǐng)域有更廣泛的市場(chǎng)。

圖1a和圖1b為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例。一種具有三段翼型、保護(hù)裝置及噴灑系統(tǒng)的可裝拆的農(nóng)用噴灑無人機(jī)。本實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型部分內(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(jī)包括動(dòng)力裝置、機(jī)翼、水平尾翼、垂直尾翼、尾撐桿、保護(hù)裝置、噴灑系統(tǒng)。其中：

機(jī)翼翼型為三段式翼型，包括：設(shè)置在機(jī)翼前緣的縫翼107、設(shè)置在機(jī)翼中間的主翼和設(shè)置在機(jī)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(jī)載重能力及低速飛行特性。襟副翼101、 102可差動(dòng)偏轉(zhuǎn)控制無人機(jī)滾轉(zhuǎn)，可同時(shí)向下偏轉(zhuǎn)作為增升裝置，也可同時(shí)向上偏轉(zhuǎn)作為減速板。在另一個(gè)實(shí)施例中襟副翼101、102只能進(jìn)行差分偏轉(zhuǎn)，不能進(jìn)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(shí)，它們相對(duì)主翼有間隙和轉(zhuǎn)動(dòng)，起著襟翼的增升作用。襟翼103起到增升作用。在一個(gè)實(shí)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(dòng)需求。例如，起飛和降落時(shí)采用大偏轉(zhuǎn)角以提高升力，巡航時(shí)減小或消除偏轉(zhuǎn)角以降低阻力。在另一個(gè)實(shí)施例中，襟翼103的偏轉(zhuǎn)角是固定不變的。這樣的設(shè)計(jì)不需要改變偏轉(zhuǎn)角時(shí)的活動(dòng)機(jī)構(gòu)，比較簡單，而且節(jié)省材料和重量。

圖1中機(jī)翼為矩形機(jī)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(jī)橫向穩(wěn)定性。矩形機(jī)翼的優(yōu)點(diǎn)是便于制造。在另一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)翼帶有根梢比，靠近飛機(jī)對(duì)稱面處的弦長大于翼梢處的弦長。當(dāng)平均弦長不變時(shí)，帶根梢比的機(jī)翼有更低的氣動(dòng)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(jī)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(shí)施例中，垂直尾翼為全動(dòng)垂尾。在又一種實(shí)施例中，水平尾翼為全動(dòng)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(shí)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(shí)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(duì)稱的水平尾翼翼型。對(duì)稱翼型上下對(duì)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(qiáng)全機(jī)的配平能力。

保護(hù)裝置包括螺旋槳保護(hù)裝置、翼梢保護(hù)裝置和尾翼保護(hù)裝置。螺旋槳保護(hù)裝置包括位于動(dòng)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(jī)翼上，另一端朝前延伸，與橫桿407連接。保護(hù)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(chǔ)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(hù)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(jī)一側(cè)機(jī)翼觸地時(shí)，左翼梢擦地片413或右翼梢415最先觸地，保護(hù)了其他部件。擦地片的結(jié)構(gòu)為順著飛行時(shí)的來流方向，迎風(fēng)面積和氣動(dòng)阻力小。尾翼保護(hù)裝置為尾翼擦地片417，位于平尾203的下方。當(dāng)飛機(jī)過度抬頭而使尾部觸地時(shí)，尾翼擦地片最先觸地，保護(hù)了其他部件。尾翼擦地片417的結(jié)構(gòu)順著飛行時(shí)的來流方向，迎風(fēng)面積和氣動(dòng)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(jī)的片狀結(jié)構(gòu)。

如圖1b中顯示，飛機(jī)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(hù)了螺旋槳，同時(shí)主支撐桿 401又為前起落架提供了連接點(diǎn)。

圖4顯示了一種新的前保護(hù)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(shí)具有更高的強(qiáng)度和剛度，保證前起落架的經(jīng)久耐用。

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是一架高效、可靠的噴灑用固定翼無人機(jī)。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(duì)稱。相比與外置的容器和增加機(jī)身體積的容器，這樣的內(nèi)置式的容器保持了飛機(jī)外形的干凈流線，不額外增加飛機(jī)的阻力。容器300位于飛機(jī)的重心和升力中心處，這樣藥液量的變化對(duì)重心的影響不大，使得飛機(jī)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(shí)，噴管303、噴管305為展開狀，平行于水平面，非噴灑時(shí)，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(jī)的起飛和降落。

噴灑時(shí)，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(yuǎn)離飛機(jī)對(duì)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(gè)實(shí)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(dá)到最大，減小容器前后長度和左右長度，進(jìn)一步減小藥液的重心變化范圍。

容器內(nèi)的液體的移動(dòng)會(huì)使得飛機(jī)的重心發(fā)生變化，因此影響飛機(jī)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(gè)開孔。這些隔板減緩了液體的移動(dòng)，提高飛機(jī)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(jī)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(duì)飛機(jī)具有一個(gè)向后的速度，該速度全部或部分抵消飛機(jī)的飛行速度，降低藥液相對(duì)地面的水平速度，從而降低藥液進(jìn)一步霧化。

固定翼無人機(jī)的尺寸有時(shí)使得運(yùn)輸不方便。本實(shí)用新型的一個(gè)目的是減小固定翼無人機(jī)的運(yùn)輸尺寸，使得運(yùn)輸方便，降低運(yùn)輸成本，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。圖1顯示了該無人機(jī)的多個(gè)裝拆機(jī)構(gòu)，包括機(jī)翼裝拆裝置(601、603)、尾撐桿-機(jī)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(jī)的各個(gè)部件。機(jī)翼裝拆裝置601和603 分布在機(jī)翼展向上，將機(jī)翼隔成左、中、右三段。三段機(jī)翼通過機(jī)翼裝拆裝置601和603進(jìn)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(jī)翼固定連接。圖12b顯示了又一種管式的機(jī)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(jī)翼連接位置，用于機(jī)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(jī)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為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例，一種具有三段翼型、螺旋槳保護(hù)裝置的無尾農(nóng)用噴灑無人機(jī)示意圖。

本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處主要在于：本實(shí)施例所示固定翼無人機(jī)為無尾固定翼無人機(jī)。無尾無人機(jī)的尺寸較小，更方便于運(yùn)輸和使用。該無人機(jī)包括：動(dòng)力裝置、螺旋槳保護(hù)裝置、起落架、機(jī)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(jī)翼兩側(cè)靠近翼梢處。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，而非對(duì)其限制；應(yīng)當(dāng)指出，盡管參照上述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)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(duì)上述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或?qū)ζ渲胁糠只蛘呷考夹g(shù)特征進(jìn)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)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。