[發明專利]一種小型化涵道飛行器

有效

• 申請號: 202110092504.0
• 申請日: 2021-01-24
• 公開（公告）號: CN112849393B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 王掩剛;王思維;劉漢儒;周芳
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C11/00
• 分類號: B64C11/00;B64D27/24;B64D27/26;B64D33/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 華金

1.一種小型化涵道飛行器，包括相機(1)、電池艙(2)、飛控艙(3)和起落架(9)，其特征在于，還包括唇口(4)、動力裝置(5)、涵道(6)、控制舵(7)、舵機(8)和起落架(9)；

所述唇口(4)與涵道(6)同軸安裝，唇口(4)未與涵道安裝的一端向外徑向延伸并采用弧形過渡，延伸面形成曲面，且唇口最大直徑與涵道內徑之比不大于1.3；所述唇口(4)為雙紐線形狀，內壁面為雙紐線位于第一象限中的曲線繞涵道軸心旋轉而成的曲面；唇口(4)的內壁面曲線沿涵道出口方向逐漸向外擴張，即沿著涵道出口方向，唇口截面積逐漸增加；唇口使得氣流在涵道唇口的繞流可以降低涵道進氣損失以及為飛行器提供額外的推力，所述唇口的為飛行器提供50％的升力；

所述動力裝置(5)同軸位于涵道(6)內，包括兩組結構，且兩組結構留有間隙；每一組結構包括電機(14)和對轉風扇(15)；所述對轉風扇轉子的輪轂處軸向開槽，電機(14)位于槽內，且電機包裹于轉子的輪轂內部；對轉風扇的葉片在工作時旋轉產生的扭矩相互抵消；在轉子的安裝側開設散熱孔，便于旋轉過程中產生的氣流為電機散熱；兩個對轉風扇的軸向長度等于對轉電機的軸向長度；對轉風扇與對轉電機其安裝軸線與涵道軸線重合，并且位于飛控艙的下方，通過與涵道連接的電機座，將電機、電機座、飛控艙和涵道相連接；所述電機(14)上開有電機安裝孔，用于安裝電機座(12)；電機座(12)將電機、飛控艙和涵道同軸進行連接；

所述電池艙位于飛行器最上方，其中心軸與涵道軸心重合，電池艙提供電池及相機的安裝位置，位于飛行器最頂部便于電池的拆卸與更換

所述控制舵(7)為四個，位于涵道(6)下方并分別通過舵機(8)進行控制；控制舵(7)整體為板狀結構，沿涵道軸線周向均布，截面形狀為翼型，內側的下方端為一斜面，防止控制舵(7)進行偏轉角度時進行碰撞；控制舵(7)的偏轉軸線位于翼型的氣動中心或四分之一弦長處，所述控制舵(7)通過控制舵連接裝置與涵道(6)下方連接；四個控制舵(7)的分布中心與涵道軸線重合并且位于涵道出口處。

2.如權利要求1所述的一種小型化涵道飛行器，其特征在于，所述涵道是一個封閉幾何繞某一軸線旋轉而成的環狀結構，其軸線為無人機的中軸線。

3.如權利要求1所述的一種小型化涵道飛行器，其特征在于，所述涵道(6)采用碳纖維材料制成，包括上涵道(10)和下涵道(11)，便于拆卸安裝；兩個涵道同軸固連；唇口(4)與上涵道(10)為一體連接。

4.如權利要求1所述的一種小型化涵道飛行器，其特征在于，所述控制舵(7)采用碳纖維材料制成，選用NACA 0065基礎翼型并沿法向拉伸得到。

5.如權利要求1所述的一種小型化涵道飛行器，其特征在于，所述控制舵(7)的偏轉角變化范圍為±10°。

6.如權利要求1所述的一種小型化涵道飛行器，其特征在于，所述起落架(9)一端與下涵道(11)鉸接，為飛行器起飛與降落時提供支撐點。

7.如權利要求1所述的一種小型化涵道飛行器，其特征在于，所述兩組結構中的對轉風扇(15)上的葉片數量不同，防止上下轉子由于葉片相同使得在工作時由于共振產生極大的噪音與振動。