可變結(jié)構(gòu)的復(fù)合式飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種飛行器，尤其涉及一種可變結(jié)構(gòu)的多旋翼與固定翼組成的復(fù)合式飛行器，屬于飛行器創(chuàng)新設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行器又稱無人駕駛機(jī)，其具有機(jī)動(dòng)靈活、反應(yīng)快速、無人飛行、操作要求低的優(yōu)點(diǎn)。飛行器通過搭載多類傳感器，可以實(shí)現(xiàn)影像實(shí)時(shí)傳輸、高危地區(qū)探測(cè)功能，是衛(wèi)星遙感與傳統(tǒng)航空遙感的有力補(bǔ)充。目前，飛行器的使用范圍已經(jīng)擴(kuò)寬到軍事、科研、民用三大領(lǐng)域，具體在電力、通信、氣象、農(nóng)業(yè)、海洋、勘探、攝影、防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)作物估產(chǎn)、緝毒緝私、邊境巡邏、治安反恐等領(lǐng)域應(yīng)用甚廣。
[0003]固定翼飛行器是利用空氣流過機(jī)翼上下表面速度不同導(dǎo)致的壓力差使飛機(jī)得到升力而飛起來的，因此，固定翼飛行器的機(jī)翼附近的空氣一定要流動(dòng)，所以傳統(tǒng)固定翼飛行器就得先要滑行一段距離才能起飛。手?jǐn)S和彈射起飛受限于人員臂力以及火藥、彈簧的推力，飛行器的重量一般較輕，限制了其任務(wù)載荷的重量以及燃料的重量，航程較小，且不利于任務(wù)的充分實(shí)現(xiàn)。傘降則不易精確控制降落地點(diǎn)，受風(fēng)的影響較大，容易造成飛行器的損毀。因此，質(zhì)量較大的飛行器通常采用常規(guī)滑跑起降，對(duì)于跑道要求較高，從而限制了飛行器的使用范圍。
[0004]對(duì)于無人直升機(jī)飛行器，其沒有起飛場(chǎng)地及跑道要求，能夠垂直起降，特別是能自由懸停，機(jī)動(dòng)靈活性好，利于完成各種任務(wù)。但是無人直升機(jī)飛行器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用維護(hù)要求高，故障率高，且飛行速度低，航程較短。
[0005]在變結(jié)構(gòu)飛行器方面，很多實(shí)用新型人做了諸多努力。申請(qǐng)?zhí)枮?01010034035.9的中國(guó)專利公開了一種垂直起降小型無人機(jī)，其采用傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使螺旋槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)的螺旋槳與機(jī)身連接，從而使螺旋槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)的螺旋槳的軸向能夠相應(yīng)地進(jìn)行傾轉(zhuǎn)。但在上升時(shí)三個(gè)螺旋槳提供升力，水平時(shí)只有兩個(gè)螺旋槳提供推力，尾部螺旋槳無法有效發(fā)揮作用。申請(qǐng)?zhí)枮?01410600472.0的中國(guó)專利公開了一種復(fù)合式垂直起降飛行器，有四組調(diào)姿裝置分別設(shè)置在所述的左前翼、右前翼、左尾翼、右尾翼。獨(dú)立于旋翼和機(jī)翼的姿態(tài)控制裝置不會(huì)造成飛行控制交叉耦合的問題。但該設(shè)計(jì)破壞了現(xiàn)有四旋翼系統(tǒng)的穩(wěn)定性，無法保證一定能穩(wěn)定飛行。申請(qǐng)?zhí)枮?01320799659.9的中國(guó)專利公開了一種四旋翼空陸兩用飛行器，其實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了四旋翼飛行器的空中模式和陸地模式的手動(dòng)轉(zhuǎn)換，使四旋翼飛行器實(shí)現(xiàn)空陸兩用的同時(shí)，具備了較大升力.但不能自動(dòng)切換涵道電機(jī)的角度，而且陸地飛行狀態(tài)氣流紊亂。申請(qǐng)?zhí)枮?01420650748.1的中國(guó)專利公開了一種帶變速的四旋翼飛行器，其主機(jī)架上設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接有一個(gè)主齒輪，主齒輪周邊布置有四個(gè)從齒輪，每一從齒輪驅(qū)動(dòng)一旋翼，其中兩相對(duì)的從齒輪與主齒輪直接嚙合，另外兩相對(duì)的從齒輪與主齒輪之間通過過渡齒輪嚙合，從齒輪與旋翼之間通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接。但這種設(shè)計(jì)破壞了四旋翼原本具有的傾斜和翻滾等姿態(tài)調(diào)整功能。
[0006]在很多應(yīng)用場(chǎng)合，即使最基本的起降場(chǎng)地的要求也難以滿足，大大限制了固定翼飛行器的使用范圍。以震區(qū)災(zāi)情評(píng)估任務(wù)為例，在發(fā)生地震的初始時(shí)刻，道路損毀，外部人員無法快速進(jìn)入震區(qū)內(nèi)部了解損失情況。但為了給相關(guān)部門及時(shí)提供科學(xué)決策的依據(jù)，必須通過空中、地面等多方面對(duì)震區(qū)進(jìn)行勘察，此時(shí)應(yīng)用小型無人機(jī)或小型無人直升機(jī)進(jìn)行作業(yè)不失為一種經(jīng)濟(jì)有效的手段。而現(xiàn)有小型固定翼無人機(jī)采用常規(guī)起降形式，震區(qū)滿目瘡痍，起降條件差，限制了其使用；小型直升機(jī)則飛行速度低，航程小，不利于深入災(zāi)區(qū)飛行。
[0007]在這種情況下，我們需要設(shè)計(jì)一種具有垂直起降性能的飛行器，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地垂直起降，利用速度高、航程遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，深入災(zāi)區(qū)上空，開展相關(guān)工作，這將對(duì)抗震救災(zāi)的工作提供及時(shí)和高效的幫助；本實(shí)用新型公開了一種變結(jié)構(gòu)的復(fù)合式飛行器，節(jié)能高效、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操控簡(jiǎn)單，能垂直升降到水平飛行姿態(tài)過渡平穩(wěn)且速度快，也可以實(shí)現(xiàn)懸停轉(zhuǎn)向等動(dòng)作，且垂直起降時(shí)平衡穩(wěn)定，特別適合短距離滑翔起飛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠垂直起降和空中懸停，且具有較高飛行速度，較大航程的復(fù)合式飛行器，有效解決了現(xiàn)有飛行器的技術(shù)難題，保證良好的飛行效果。
[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0010]一種可變結(jié)構(gòu)的復(fù)合式飛行器，包括機(jī)身、固定翼、旋翼、涵道電機(jī)、涵道電機(jī)傾角調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置、起落架。
[0011]所述的機(jī)身的形狀為盒型方艙，由機(jī)艙和碳纖板機(jī)架組成，所述的機(jī)艙為大容量機(jī)艙，安裝在機(jī)身的內(nèi)部，主要用于安裝涵道電機(jī)傾角調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置；所述的旋翼的數(shù)量為四個(gè)，所述的旋翼均勻安裝在碳纖板機(jī)架的四周；所述的旋翼包括電機(jī)、螺旋槳，所述的電機(jī)和螺旋槳用來為飛行器提供水平飛行和垂直起降時(shí)的動(dòng)力；在垂直起降和懸停時(shí)，通過四個(gè)螺旋槳的上下布置以及轉(zhuǎn)速的差動(dòng)以提供偏航力矩，進(jìn)行航向操縱；所述的機(jī)身中下部設(shè)有承受飛行器主要重量的起落架。
[0012]所述的固定翼包括前緣、后緣、主梁、副梁，所述的固定翼的平面形狀為CLARKY翼型，所述的前緣后掠，后緣前掠。所述的主梁位于固定翼的機(jī)翼的25%弦長(zhǎng)處，所述的固定翼的機(jī)翼通過主梁和副梁與機(jī)身連接，用于傳遞載荷。所述的主梁和副梁能夠傳遞剪力、彎矩和一定的扭矩；所述的前緣用于承受機(jī)翼主要的扭矩。
[0013]所述的涵道電機(jī)傾角調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置包括小齒輪、大齒輪、軸承、舵機(jī)、轉(zhuǎn)軸，所述的軸承固定于機(jī)身上，涵道電機(jī)通過轉(zhuǎn)軸與涵道電機(jī)傾角調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置相連，涵道電機(jī)可以繞轉(zhuǎn)軸在0?90°范圍內(nèi)傾轉(zhuǎn)。所述的舵機(jī)帶動(dòng)小齒輪定速旋轉(zhuǎn)，所述的小齒輪與大齒輪嚙合連接；所述的大齒輪與轉(zhuǎn)軸固定連接；所述的舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)涵道電機(jī)繞機(jī)身旋轉(zhuǎn)，以滿足不同飛行狀態(tài)對(duì)動(dòng)力方向的要求。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015](1)本實(shí)用新型的涵道電機(jī)能夠傾轉(zhuǎn)并固定于水平或垂直狀態(tài)。涵道電機(jī)在垂直狀態(tài)時(shí)，飛行器能夠垂直起降和空中懸停，減小了對(duì)起降環(huán)境的要求，大大提高了執(zhí)行任務(wù)時(shí)的靈活性和便利性；機(jī)頭在水平狀態(tài)時(shí)，飛行器能夠水平高速飛行，并且航程較遠(yuǎn)；
[0016](2)本實(shí)用新型依靠四個(gè)旋翼轉(zhuǎn)速差產(chǎn)生的直接力對(duì)姿態(tài)進(jìn)行控制，效率高，反應(yīng)靈敏，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性較好；設(shè)計(jì)有較大面積的固定翼，在水平高速飛行時(shí)，升力大，減小動(dòng)力損耗；采用起落架，較好地滿足了垂直起降的要求；
[0017](3)本實(shí)用新型不需要滑跑，可以進(jìn)行垂直起飛和降落，減小了對(duì)起降場(chǎng)地的要求，大大擴(kuò)展了使用范圍；且與無人直升機(jī)相比，本實(shí)用新型具備垂直起降性能，飛行速度高，航程遠(yuǎn)，便于高效、高質(zhì)地完成相關(guān)飛行科目。本實(shí)用新型兼有固定翼飛行器和無人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，具有較好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型在飛行狀態(tài)下的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型在飛行狀態(tài)下的正視圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型的旋翼的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型的涵道電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本實(shí)用新型的涵道電機(jī)傾角調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本實(shí)用新型所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成