[發(fā)明專利]一種采用聯(lián)翼式氣動(dòng)布局的小型無人機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110402032.4
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN112937834B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李可;張可立;彭卓清;劉昊伯;李竟語;王少凡;陳曉丹;楊順昆
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B64C3/36
• 分類號: B64C3/36;B64C3/32;B64C29/00
• 代理公司: 北京金恒聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11324
• 代理人: 李強(qiáng)

本發(fā)明的一種聯(lián)翼布局小型太陽能無人機(jī)：前后兩部分機(jī)身；前端后掠機(jī)翼及后端前掠機(jī)翼；設(shè)置于兩部分機(jī)身前端的雙發(fā)電動(dòng)機(jī)和螺旋槳；連接前后翼段的橋臂；設(shè)置于左右橋臂外側(cè)的兩部電機(jī)和螺旋槳；與后部分機(jī)身相連的倒垂尾。機(jī)翼的左側(cè)后掠翼、右側(cè)后掠翼、左側(cè)前掠翼、右側(cè)前掠翼的上表面分別布置有一塊太陽能電池板組，為無人機(jī)持續(xù)飛行提供能量。起飛時(shí)可以利用左右螺槳進(jìn)行垂直起降，提高了該飛機(jī)的易用性和起飛穩(wěn)定性；多組螺槳控制提高了飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性能和更高的可靠性；倒垂尾可以替代起落架作為支撐，簡化結(jié)構(gòu)節(jié)省重量；本發(fā)明不帶有起落架，起飛時(shí)可以實(shí)現(xiàn)短距離拋飛無跑道要求，降落時(shí)實(shí)現(xiàn)滑翔降落，亦可實(shí)現(xiàn)垂直起降和空中懸停。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用聯(lián)翼式氣動(dòng)布局的小型無人機(jī)。

背景技術(shù)

低空太陽能飛機(jī)具有眾多優(yōu)勢，例如：為偏遠(yuǎn)多山地區(qū)提供通訊平臺(tái)；近距離拍攝地面圖片的分辨率高，可以偵查森林火災(zāi)，搜索營救等，具有廣闊的應(yīng)用。一般依靠自身攜帶的燃油為動(dòng)力來源的小型低空無人機(jī)存在航程少、留空時(shí)間短以及留空高度受到嚴(yán)重限制的問題。此外，部分情況下需要小型無人機(jī)執(zhí)行高機(jī)動(dòng)任務(wù)，由于無人機(jī)自身起飛重量較小，無法搭載足夠的燃料，將不能滿足飛行任務(wù)的要求。

以邊境偵查為例，使用現(xiàn)役的偵察機(jī)就會(huì)受到航程、航時(shí)以及當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響，無法做到全天候24小時(shí)的不間斷監(jiān)測。若使用無人偵察機(jī)多架次起飛則會(huì)對地面維護(hù)人員造成極大的負(fù)擔(dān)。如果此時(shí)能依靠太陽能為動(dòng)力的無人機(jī)在邊境起飛，飛至指定地點(diǎn)上空，配合自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)，提供24小時(shí)的全程監(jiān)視與偵察，就能提高效率并大大減輕地面人員的負(fù)擔(dān)，太陽能無人機(jī)能夠完成這種長時(shí)間留空的偵察任務(wù)。

軍事方面：遠(yuǎn)程預(yù)警、地面?zhèn)刹炫c監(jiān)視作用距離及時(shí)間有限，并且生存能力較低，嚴(yán)重制約了軍隊(duì)的信息化建設(shè)進(jìn)程。

民用方面：在電視服務(wù)、大氣環(huán)境監(jiān)測與天氣預(yù)報(bào)、災(zāi)害預(yù)報(bào)與應(yīng)急處理上，現(xiàn)有的手段及可覆蓋區(qū)域有限。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一款小型低空太陽能無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)短距離垂直起降，空中懸停，降落時(shí)實(shí)現(xiàn)垂直降落，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)垂直起降和空中懸停。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種采用聯(lián)翼式氣動(dòng)布局的小型無人機(jī)，其采用上單翼設(shè)計(jì)，且其特征在于包括：

前機(jī)身和后機(jī)身，

分別安裝在前機(jī)身前端和后機(jī)身前端的帶螺旋槳的水平電機(jī)，用于為飛機(jī)提供飛行所需的動(dòng)力，

機(jī)翼前后共四個(gè)翼段，平面形狀為矩形，

同前機(jī)身相連的、后掠30°的兩個(gè)前翼段，

同后機(jī)身相連的、前掠30°的兩個(gè)后翼段，

連接前翼段和后翼段的左橋臂和右橋臂，

安裝在左橋臂外側(cè)的帶螺槳的左橋臂電機(jī)和安裝在右橋臂外側(cè)的帶螺槳的右橋臂電機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)垂直起降、空中懸停和/或姿態(tài)調(diào)整，

鋪設(shè)在每個(gè)前翼段和每個(gè)后翼段的前緣的太陽能電池陣，

設(shè)置在每個(gè)前翼段和每個(gè)后翼段的后緣的副翼，

和后機(jī)身相連的倒垂尾，

鋰電池組，其被布置于前翼段和后翼段的翼肋中，

包覆在每個(gè)前翼段和后翼段的翼肋的外側(cè)的蒙皮，

貼合在蒙皮的上表面的太陽能電池板組，

其中，通過對所述太陽能電池板組中的太陽能電池板進(jìn)行了切割和多層封裝，實(shí)現(xiàn)了所述太陽能電池板組同所在的前翼段或后翼段的翼型的完美融合。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于上述的小型無人機(jī)的一種垂直起飛方法，其特征在于包括：