[發明專利]一種共軸對轉雙旋翼涵道式垂直起降飛行器

在審

• 申請號: 201610132624.8
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105620740A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 劉漢儒;王海童;張晨曦;楊皓琦;王掩剛
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C27/20
• 分類號: B64C27/20;B64C27/10;B64C27/14
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及一種垂直起降飛行器，具體地說，涉及一種共軸對轉雙旋翼涵 道式垂直起降飛行器。

背景技術

現有公開的技術文獻“微小型四旋翼飛行器的研究現狀與關鍵技術”(《電 光與控制》2007(06))中，論述了垂直起降飛行器廣泛的應用價值與應用前景， 以及當前多旋翼飛行器技術現狀。通過文獻資料與實際應用現狀對比表明:當 前四旋翼飛行器大多使用開放式螺旋槳，空間面積占用較大，而且受限于氣動 布局，槳葉直徑受到飛行器軸距約束，并存在槳葉氣動干涉，氣動效率較難提 高。四旋翼飛行器在目前儲能技術條件下，如采用電動力，則續航時間較短， 不利于實際應用，如采用油動力，需要另加裝油箱、滑油系統、機械傳動裝置 各部件，降低了飛行器系統穩定性，降低了有效載荷。

專利CN1774366A中公開了一種“旋翼及具有這種旋翼的旋翼飛機”其確 保改善其飛行特性，提高了飛行安全性和可靠性，并將該旋翼應用在直升機上。 但該旋翼僅能為飛行器提供升力，無法提供飛行穩定性，控制系統設計較為復 雜。

發明內容

為了避免現有技術存在的不足，克服現有旋翼垂直起降飛行器續航時間較 短，導致實際應用價值不高的問題，本發明提出一種共軸對轉雙旋翼涵道式垂 直起降飛行器。飛行器采用涵道機匣將對轉轉子葉片包覆，產生額外的前緣吸 力,并通過對轉轉子葉片降低旋流損失，提高了飛行器氣動效率，增加續航時間； 涵道機匣的引入能防止葉片觸碰障礙，提高了飛行安全性，同時涵道機匣中的 對轉轉子葉片抵消了自旋力矩，降低了控制難度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括載荷艙、載荷艙支架、 涵道機匣、起落架、安裝架、導流舵、第一轉子、第二轉子、對轉驅動電機， 所述載荷艙位于涵道機匣的上方，載荷艙支架一端與載荷艙固連,載荷艙支架另 一端與涵道機匣固連,載荷艙支架沿涵道機匣上端邊緣周向均布；

所述涵道機匣為空腔環形結構，安裝架成十字形固定在涵道機匣內壁下端 部，四個導流舵分別與安裝架連接，對轉驅動電機安裝在安裝架上部，第一轉 子與第二轉子分別與對轉驅動電機輸出軸固連，第一轉子和第二轉子的葉片葉 尖與涵道機匣內側壁面間隙為0.5mm，起落架沿涵道機匣周向均布，起落架嵌入 在涵道機匣外側壁下部。

載荷艙、對轉驅動電機、第一轉子、第二轉子與涵道機匣安裝在同一軸線 上。

所述導流舵采用NACA0018翼型。

所述起落架為多個。

所述涵道機匣采用碳纖維材料。

本發明提出的一種共軸對轉雙旋翼涵道式垂直起降飛行器。涵道機匣采用 空腔環形結構，安裝架成十字形固定在涵道機匣內壁下端部，導流舵與安裝架 連接，對轉驅動電機安裝在安裝架上部，第一轉子與第二轉子分別與對轉驅動 電機輸出軸固連，起落架沿涵道機匣周向均布，嵌入在涵道機匣外側壁下部。 在氣動性能方面，涵道機匣提供額外的前緣吸力，提高飛行器升力，降低了飛 行器功率需求；對轉轉子葉片的使用，降低了每級轉子葉片的氣動載荷，有利 于減少氣動損失，同時對轉轉子葉片消除了旋流損失，大大提高了氣動效率。 另一方面，共軸對轉雙旋翼自身抵消了自旋力矩，有利于飛行器姿態的穩定控 制。

本發明共軸對轉雙旋翼涵道式垂直起降飛行器安全性好，由于涵道機匣的 保護，允許飛行器飛行過程中觸碰障礙，飛行續航時間長。飛行器可觸碰樓室 墻壁，具備極高的容錯能力。與現有技術相比，傳統的多旋翼飛行器使用開放 式螺旋槳，要求飛行過程中始終與障礙物保持距離，提高了導航技術難度，在 實際應用有較大障礙。在山地林區環境下，垂直起降飛行器可在茂密叢林中起 降，并具有在密林中穿越的能力，相比于傳統多旋翼飛行器可靠性較高，降低 了樹枝雜物卷入螺旋槳的可能性。共軸對轉雙旋翼涵道式垂直起降飛行器得益 于其高效率及安全性，在室內偵查，電力線路巡線，山區救援，林場勘測諸多 場合都有極大的應用前景。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明一種共軸對轉雙旋翼涵道式垂直起降飛 行器作進一步詳細說明。

圖1為本發明共軸對轉雙旋翼涵道式垂直起降飛行器剖視圖。

圖2為本發明共軸對轉雙旋翼涵道式垂直起降飛行器側視圖。

圖3為本發明共軸對轉雙旋翼涵道式垂直起降飛行器軸測圖。

圖中: