一種傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于航空飛行器設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直在尋求兼具直升機(jī)和固定翼飛機(jī)優(yōu)點(diǎn)的飛行器。經(jīng)過(guò)多年探索和實(shí)踐，出現(xiàn)了諸如美國(guó)第一代傾轉(zhuǎn)旋翼原型驗(yàn)證機(jī)XV-15、已經(jīng)服役的V_22“魚(yú)鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)、“鷹眼”傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)等，在軍用和民用領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，具有廣闊的發(fā)展前景。傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)具有直升機(jī)垂直起降、空中懸停性能優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還具有與螺旋槳推進(jìn)的固定翼飛機(jī)相當(dāng)?shù)娘w行速度、航程及載荷能力，在飛行模式上有直升機(jī)飛行模式、過(guò)渡飛行模式和固定翼飛機(jī)飛行模式。直升機(jī)飛行模式下，傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)可以垂直起降，繼承了直升機(jī)對(duì)于起降場(chǎng)地要求低的優(yōu)點(diǎn)；固定翼飛機(jī)飛行模式下，傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)利用機(jī)翼產(chǎn)生升力，旋翼類(lèi)似螺旋槳提供拉力，從而提高了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的飛行速度，并且提高了有效載荷;過(guò)渡飛行模式是直升機(jī)模式和固定翼飛機(jī)模式間的過(guò)渡轉(zhuǎn)換模式，傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)經(jīng)過(guò)多年的持續(xù)研究已經(jīng)相對(duì)成熟。
[0003]此外，在中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN103935510A中，公開(kāi)了一種傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器所采用的技術(shù)方案缺點(diǎn)是:采用兩組機(jī)翼，為串列翼布局，由于旋翼系統(tǒng)位于機(jī)翼的翼尖上方，螺旋槳產(chǎn)生的下沖氣流，有相當(dāng)一部分會(huì)打在機(jī)翼的上表面，阻擋了滑流向下運(yùn)動(dòng)的氣流。在需要旋翼系統(tǒng)產(chǎn)生較大動(dòng)力升力的時(shí)候，這種設(shè)計(jì)布局要付出一定的負(fù)升力的代價(jià)，減小有效升力，且旋翼系統(tǒng)布置在機(jī)翼翼尖，機(jī)翼的翼展不能設(shè)計(jì)得太大，影響了巡航狀態(tài)飛行器的升阻特性，特別是巡航升阻比，進(jìn)而限制了飛行器航程和巡航經(jīng)濟(jì)性的提高。與之相同，中國(guó)直升機(jī)所的“藍(lán)鯨”無(wú)人機(jī)，采用四軸螺旋槳結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)雙模式飛行的目標(biāo)。但由于平飛所需的拉力遠(yuǎn)小于垂直起降是所需的拉力。因此，基本無(wú)需后排螺旋槳的動(dòng)力且平飛時(shí)后排螺旋槳受到前排旋翼的氣流干擾，效率大大降低，甚至成為負(fù)擔(dān)。
[0004]對(duì)于現(xiàn)階段技術(shù)比較成熟的又可實(shí)現(xiàn)垂直起降的飛行器主要是四軸、六軸、八軸飛行器等。這些飛行器可以在操控和穩(wěn)定性上都比較好。但大多都有航程短，不能像固定翼方式那樣以較高的速度平飛、效率低等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)，通過(guò)對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的改進(jìn)布局，以便消除前后翼在飛行過(guò)程中存在的氣動(dòng)干擾，既可實(shí)現(xiàn)直升機(jī)的垂直起降和定點(diǎn)懸停功能，又可達(dá)到固定翼飛行器的巡航速度并且提高了有效載荷。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)，包括機(jī)身，機(jī)身上設(shè)置有機(jī)翼和機(jī)尾，所述機(jī)翼為平直上單翼，有利于飛機(jī)飛行的穩(wěn)定性和飛機(jī)重心的把握，機(jī)翼中部位置設(shè)置有與機(jī)翼長(zhǎng)度方向垂直的連桿，連桿與機(jī)翼連接處設(shè)置有舵機(jī)，連桿兩端向外延伸出機(jī)翼，連桿兩端均設(shè)置有一組傾斜裝置，傾斜裝置上安裝有可傾轉(zhuǎn)90度的旋翼系統(tǒng);通過(guò)舵機(jī)對(duì)傾斜裝置的拉動(dòng)，實(shí)現(xiàn)旋翼系統(tǒng)的90度傾轉(zhuǎn)。
[0007]作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方案，所述動(dòng)力系統(tǒng)分為兩組，以上所述旋翼系統(tǒng)共有四個(gè)，分別設(shè)置于機(jī)翼的連桿上，單個(gè)旋翼系統(tǒng)包括無(wú)刷電機(jī)和螺旋槳，每個(gè)無(wú)刷電機(jī)上連接一個(gè)螺旋槳，螺旋槳采用兩葉漿;設(shè)置于同一個(gè)連桿上的兩個(gè)螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是相反的，呈對(duì)角線設(shè)置的螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是相同的。直升機(jī)飛行模式下由四個(gè)旋翼系統(tǒng)提供升力，固定翼飛行模式下由機(jī)翼前的兩個(gè)旋翼系統(tǒng)提供拉力，使得動(dòng)力利用率高、耗油率低、航程遠(yuǎn)。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述機(jī)身設(shè)有一對(duì)機(jī)翼，分別位于機(jī)身兩側(cè)，由于每個(gè)機(jī)翼上都安裝有旋翼系統(tǒng)，這樣在無(wú)人機(jī)處于巡航模式下時(shí)，如果有一個(gè)旋翼系統(tǒng)不能正常工作，關(guān)閉與其呈對(duì)角線設(shè)置的另一個(gè)旋翼系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)依然能夠繼續(xù)飛行，提高了無(wú)人機(jī)的安全性。
[0009]—種傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)，位于機(jī)身右側(cè)且機(jī)翼前方的螺旋槳為螺旋槳一，位于機(jī)身右側(cè)且機(jī)翼后方的螺旋槳為螺旋槳二，螺旋槳一的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，螺旋槳二的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針。
[0010]本發(fā)明所述機(jī)翼后緣安裝有副翼，所述機(jī)尾包括垂尾和平尾，垂尾上安裝有方向舵，平尾上安裝升降舵，來(lái)保持飛機(jī)在飛行中的穩(wěn)定性和控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)。
[0011]本發(fā)明所述機(jī)翼后緣安裝副翼，完成滾轉(zhuǎn)飛行，所述機(jī)翼與連桿連接處位于機(jī)翼中心位置，有利于飛行過(guò)程旋翼提供一個(gè)相對(duì)平衡的力，舵機(jī)安裝在機(jī)翼與連桿連接處，用于旋翼系統(tǒng)的角度傾轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)直升機(jī)和固定翼兩種工作模式的過(guò)渡切換。
[0012]采用本發(fā)明技術(shù)方案的可傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)，既可實(shí)現(xiàn)直升機(jī)的垂直起降和定點(diǎn)懸停功能，又可達(dá)到固定翼飛行器的巡航速度并且提高了有效載荷。
[0013]本發(fā)明的工作原理是:
本發(fā)明采用固定翼機(jī)型的機(jī)身，機(jī)翼是一個(gè)平直上單翼，機(jī)翼兩側(cè)的中間位置分別安裝一個(gè)連桿，且相互對(duì)稱(chēng)，連桿的兩端分別安裝旋翼系統(tǒng)、傾斜裝置和舵機(jī)。起飛時(shí)，工作在直升機(jī)飛行模式下，由相互對(duì)稱(chēng)的四個(gè)旋翼系統(tǒng)提供垂直向上升力，旋翼系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)面與機(jī)身平行;慢速飛行時(shí)，工作在過(guò)渡飛行模式下，由機(jī)翼前方兩個(gè)相互對(duì)稱(chēng)的旋翼系統(tǒng)提供向前的升力，是受舵機(jī)控制的傾斜裝置實(shí)現(xiàn)旋翼系統(tǒng)的傾轉(zhuǎn)角度，旋翼系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)面與機(jī)身夾角45度，機(jī)翼后方的兩個(gè)相互對(duì)稱(chēng)的旋翼系統(tǒng)保持垂直向上的升力，旋翼系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)面與機(jī)身平行;水平飛行時(shí)，工作在固定翼飛行模式下，由機(jī)翼前方兩個(gè)相互對(duì)稱(chēng)的旋翼系統(tǒng)傾轉(zhuǎn)90度提供拉力，旋翼系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)面與機(jī)身垂直，然后機(jī)翼后方的兩個(gè)相互對(duì)稱(chēng)的旋翼系統(tǒng)慢慢停止工作，旋翼系統(tǒng)傾轉(zhuǎn)90度與機(jī)身保持一致。同理，降落時(shí)，首先由固定翼飛行模式切換到過(guò)渡飛行模式下，接著從過(guò)渡飛行模式切換到直升機(jī)飛行模式下，實(shí)現(xiàn)垂直降落。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明技術(shù)方案提出一種傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的改進(jìn)布局，以便消除旋翼與機(jī)翼之間存在的氣動(dòng)干擾機(jī)翼前后旋翼在水平飛行過(guò)程中存在的氣動(dòng)干擾。本方案采用連桿連接旋翼與機(jī)翼，使得旋翼與機(jī)翼之間存在一定距離，在直升機(jī)飛行