[發明專利]一種太陽能無人機

有效

• 申請號: 201510349939.3
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN104890859B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 李軍府;張健;張德虎
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: B64C3/00
• 分類號: B64C3/00;B64C39/04;B64D27/24
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙)11526
• 代理人: 賈萌

技術領域

本發明涉及無人機設計領域，具體涉及一種太陽能無人機。

背景技術

太陽能無人機多采用常規布局，如瑞士的陽光動力、英國奎奈蒂克公司的西風、美國谷歌公司的泰坦等，采用常規布局的太陽能飛機存在以下不足：

第一、平尾通過負升力實現俯仰配平和俯仰操縱，從而降低了全機的可用升力，最終使得全機的升阻比降低；另外，由于增加了全機浸濕面積，導致全機的零升阻力增加，也會使得全機的升阻比降低；

第二、由于機翼上需要布置副翼來實現滾轉操縱，減小了可用于鋪貼太陽能電池的機翼面積；另外，副翼的偏轉機構和副翼偏轉時的集中載荷導致機翼結構需要加強，造成機翼重量增加；

第三、操縱舵面多，需要的舵機數量多，總重量大。

發明內容

本發明的目的是提供一種太陽能無人機，以解決上述至少一個技術問題。

本發明的技術方案是：

一種太陽能無人機，采用串列翼雙機身布局，包括：

前翼，作為無人機的主升力面，采用大展弦比直機翼形式，其平面形狀為矩形，且后緣未設置操縱面；

后翼，作為所述無人機的副升力面，采用大展弦比直機翼形式，平面形狀為矩形，后緣不設操縱面，所述后翼還用于所述無人機的縱向配平以及俯仰與滾轉操縱；

并列設置的左機身和右機身，所述前翼通過所述左機身和所述右機身與所述后翼連接；

所述左機身和右機身的橫截面均為矩形或三角形，下表面分別設置有用于收起所述左主起落架和所述右主起落架的凹槽；

動力系統，設置在所述前翼上，包含多組，沿前翼前緣展向分布式布置，用于為所述無人機飛行提供動力和航向操縱；

所述動力系統包括四組，每組均由一個電動機和一個螺旋槳組成；

左右兩組動力系統沿所述前翼的中線左右對稱布置，并通過動力吊艙安裝于前翼前下側，且內側的兩組動力吊艙的展向布置位置分別與所述左機身和右機身相同，左右兩側螺旋槳的旋轉方向關于全機中軸線對稱，并且位于同側的一對螺旋槳相對旋轉，通過動力差動使左右兩側產生非對稱拉力可實現無人機的航行操縱；

能源系統，用于為所述無人機提供飛行所需的電能；

起落架，設置在所述無人機下側。

可選的，所述后翼包括中央翼段、左外翼段以及右外翼段，下翼面通過左垂直安定面和右垂直安定面分別與所述左機身和所述右機身連接，連接部位的展向位置分別與所述中央翼段和左外翼段、右外翼段之間的分界面重合；

所述中央翼段為固定翼段，所述左外翼段和所述右外翼段的根部分別通過沿翼展方向的轉軸與所述中央翼段連接，所述左外翼段和所述右外翼段均可以繞各自的轉軸進行旋轉，以實現無人機的俯仰和滾轉操縱。

可選地，所述起落架為后三點式，包括左主起落架、右主起落架和尾輪；

所述左主起落架和所述右主起落架分別固定安裝于所述前翼下的所述左機身和所述右機身下側；

所述尾輪安裝于位于所述后翼的下翼面中央位置處的所述中央垂直安定面的底部，不可收放，并可繞垂直于地面的軸線左右旋轉以實現飛機在地面滑行時的方向操縱。

可選地，所述能源系統包括：

太陽能電池，鋪貼于所述前翼、所述后翼、所述左機身以及所述右機身的上表面；

蓄電池，分布安裝于四組所述動力吊艙、所述左機身以及所述右機身內部。

可選地，所述的太陽能無人機還包括：

任務載荷吊艙，吊掛于所述前翼中央下側，用于容納任務載荷。

本發明的有益效果：

本發明的太陽能無人機采用雙機身布局，有利于改善前翼受力特性，減輕其結構重量；并且，采用抬式布局，所有的升力面都提供正升力，可以提高氣動布局本身的氣動效率，更易于實現高升力和高升阻比；另外，采用全動操縱面，可以使升力面上能夠鋪貼太陽能電池的面積最大化，以獲得更多的能量轉化；進一步，前翼不設置操縱面，可以消除對結構設計的影響，減輕結構重量。

附圖說明

圖1是本發明太陽能無人機飛行狀態示意圖；

圖2是本發明起飛與著陸狀態前視圖；

圖3是本發明起飛與著陸狀態左視圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。