[實用新型]一種自動折疊旋翼的垂直起降固定翼無人機

有效

• 申請號: 201921889159.8
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN210793627U
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 熊子見;尚彬彬
• 申請（專利權）人: 熊子見
• 主分類號: B64C27/22
• 分類號: B64C27/22;B64C29/00;B64C1/30;B64C27/26;B64D27/24
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 賈國浩

本實用新型公開了一種自動折疊旋翼的垂直起降固定翼無人機，主要涉及一種無人機。包括機身、機翼和尾翼；所述機身尾部設有推進螺旋槳；所述機身兩側對稱設有前側起升裝置總成，兩個所述尾翼撐桿上設有后側起升裝置總成；所述前側起升裝置總成包括減速電機、推桿、連桿、曲柄、搖臂；所述后側起升裝置總成包括第二無刷電機和后側升力螺旋槳。本實用新型的有益效果在于：它實現了旋翼折疊搖臂收放的功能，實現四旋翼和固定翼模式飛行；更好的兼具固定翼和直升機的雙模態飛行。

技術領域

本實用新型涉及一種無人機，具體是一種自動折疊旋翼的垂直起降固定翼無人機。

背景技術

四旋翼無人機具有可垂直起降、可懸停、靈活性好的優勢，但飛行速度和續航時間卻遠不如固定翼，固定翼飛機具有巡航速度髙、航時長的優勢，但對起飛著陸對場地要求較高且不能空中懸停執行一些特殊的任務。于是人們為了“魚和熊掌兼得”想出了各種同時具有垂直起降和高速巡航的飛行器設計方案。按照拉力(推力)的方向和變換方式的不同，目前絕大多數能垂直起降的固定翼飛機設計方案可以分為兩大類：推力定向類和推力換向類。推力定向類推力方向固定，推力用于無人機垂直起降或前飛。常規固定翼無人機、無人直升機屬于推力定向無人機，二者區別是固定翼無人機推力向前，無人直升機拉力向上，而垂直起降固定翼無人機具有兩套推力裝置，分別用于垂直起降和前飛。常見的推力定向垂直起降固定翼無人機主要為固定翼/旋翼復合式無人機。固定翼/旋翼復合式垂直起降固定翼無人機是在固定翼無人機平臺上附加安裝四旋翼系統，由四旋翼系統提供垂直起降所需升力，平飛時由機翼提供升力，兼具垂直起降性能及高速飛行能力，具有轉換過渡穩定平滑、可控性強的特點，技術實現性好。推力換向類無人機通常帶有“傾轉”機構，垂直起降時推力方向向上，由垂起向平飛過渡時推力方向向前傾轉，轉入平飛后推力方向向前。常見的推力換向類無人機包括傾轉旋翼式、傾轉涵道式和傾轉機翼式。

各類現有方案的實施方法和優缺點分析簡述如下：

方案一：四旋翼固定翼復合型飛機。這種方案直接在固定翼布局的無人機機翼下方吊裝四旋翼，結構設計方面相對簡單，制造加工成本低，且翼吊載荷在飛機以固定翼模式飛行時還能起到對機翼根部卸載的作用，但這種飛機在以固定翼模式飛行時四個停轉的旋翼會干擾機翼上的流場，降低了升力增加了阻力，不利于高速巡航。例如四川騰盾科技公司X-swift無人機：

方案二：傾轉四旋翼。這種方案是通過翼尖可偏轉旋翼的傾轉來實現推力換向，一個典型的代表是中航工業提出的藍鯨旋翼機。但傾轉四旋翼在直升機模態和固定翼模態的空中切換過程中受氣流環境影響控制復雜，事故率較高。而且傾轉螺旋槳在垂直起降狀態時的推重比要大于1，在槳盤面積不能像直升機那樣做得很大的情況下，必須采用大功率發動機提高轉速，而采用大功率發動機勢必造成重量增加，加之傾轉機構還要占據一定重量，飛機的有效載荷率不高。前飛時的推重比大概在0.1-0.3之間，發動機需用推力減小了很多，造成動力系統功率浪費，加之槳盤迎風面積較大造成的阻力問題使得傾轉旋翼的兩種模式的總體效率都不高。例如：

方案三：傾轉機翼。這種方案在小型無人機上應用較多，它和傾轉旋翼機有著類似的缺點，而且用到大型的飛機上時，由于機翼整體傾轉需要在翼根處向傾轉機翼提供更大的旋轉力和扭矩，因此受力情況復雜，還會出現機翼根部連接強度、剛度不夠的問題。例如：

方案四：尾座式飛機。這類飛機機身上沒有大型的可動部件，結構沒有廢重且故障率較低，但其在垂直起降時和過渡過程中機頭朝上，機身機翼易受到側風干擾，而且流過無人機舵面的氣流速度較小，舵面產生的控制力和控制力矩較小控制穩定性受天氣影響變化較大，在平飛轉懸停的過程中容易出現事故。例如中航工業的VD200無人機：

方案五：分布式推進系統傾轉機翼飛機。這類飛機采用分布式電推進系統，在垂直起降時由于存在射流引射作用其需用功率與平飛推進時相差不大，動力系統輸出的推力范圍相對較好設計。而且這種飛機由于單個涵道轉速不高，總體噪音也相對較小。然而其與傾轉機翼有著相同的缺點，控制系統還更加不成熟。這種類型的代表有美國極光飛行科學公司的“雷擊”無人機：