[发明专利]一种微型扑翼飞行器的分离式倒V型尾翼操纵机构

说明书

技术领域

本发明属于微型扑翼飞行器技术领域，是一种新型的微型扑翼飞行器尾翼操纵机构。

背景技术

微型扑翼飞行器是一种模仿动物飞行的新型飞行器。与固定翼和旋翼飞行器相比，扑翼的主要特点是可以将举升、悬停和推进功能集成于一体，无需螺旋桨或喷气装置，可以用很小的能量进行长距离飞行，同时具有很强的机动性和灵活性，更适于执行军事侦察任务。

鸟类、昆虫、蝙蝠、以及远古的翼龙是能够进行动力飞行的四大类生物。气动外形上，鸟类属于有尾扑翼布局，昆虫、蝙蝠和翼龙属于无尾扑翼布局。从飞行仿生学角度来看，目前能够真正实现飞行的微型扑翼飞行器主要分为仿鸟型、仿昆虫型两种。仿昆虫型的扑翼飞行器主要通过双翼的复杂运动或四翼中两翼的迎角变化实现飞行操纵。仿鸟型扑翼飞行器主要通过以下三种机构实现飞行操纵：一、采用与常规固定翼飞行器相同的倒T型尾翼或正V型尾翼实现俯仰和偏航操纵。二、采用单片式似鸟尾翼，通过推拉和扭转实现俯仰和偏航操纵。三、通过改变左右扑翼薄膜翼根段后缘的高度，使左右扑翼安装角变化，实现偏航操纵；通过改变扑动速度，操纵扑翼飞行器高度变化。在现有仿鸟型扑翼飞行器的三种飞行操纵机构中，第一种采用与常规固定翼相同的尾翼结构，由于扑翼飞行器的飞行速度一般低于常规固定翼飞行器，所以这种尾翼往往舵效不够，特别在扑翼飞行器飞行的低速段难以操纵飞机，其中的正V型尾翼，由于左右舵面距离较近，同样不能提供足够的横向力矩；第二种采用单片式似鸟尾翼，这是一种仿生设计，能够较好的进行扑翼飞行器的俯仰和偏航操纵，但由于单片式的似鸟尾翼基本上是刚性的，不能做到像真实鸟类一样灵活改变羽毛角度，所以仍然无法实现滚转控制，只能笨拙的飞行；第三种采用改变左右扑翼安装角的方式实现偏航，扑动速度改变高度，这也是市面上多数玩具扑翼飞行器的操纵方式，但这种方式不但不能有效的实现滚转操纵，甚至连俯仰操纵也难以实现。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有微型扑翼飞行器机动和敏捷性较弱的现状，改善微型扑翼飞行器的飞行性能，提高操纵效率，发明基于对鸟类脚蹼的仿生设计，提出一种操纵效率高、结构简单、可靠性强的微型扑翼飞行器分离式倒V型尾翼操纵机构。

在鸟类群体中，有一些长有大型脚蹼的水栖鸟类。经过大量观察，科学家发现在飞行中这些鸟类会将脚蹼展开作为飞行操纵面使用，这些鸟类中以海鹦最为出名。而分离式倒V型尾翼操纵机构正是一种基于海鹦脚蹼的仿生设计，放大后的“脚蹼”式尾翼较大的提高了微型扑翼飞行器的机动和敏捷性。试验型微型扑翼飞行器在换装分离式倒V型尾翼后，能够进行筋斗和横滚机动，极大的提高了飞行性能。

一种微型扑翼飞行器的分离式倒V型尾翼操纵机构，包括机体架、右尾舵机、右尾舵机摇臂、右连杆、右铰链、右尾舵、右尾舵摇臂、左尾舵、左尾舵摇臂、左连杆、左铰链、左尾舵机摇臂、左尾舵机、左倒V型支架、右倒V型支架；机体架上两侧分别安装有左倒V型支架、右倒V型支架，左倒V型支架、右倒V型支架分别通过左铰链、右铰链连接左尾舵、右尾舵，左尾舵和右尾舵之间设有距离，使整个尾舵的展长达到全机翼展的1/3以上；左倒V型支架上安装有左尾舵机，左尾舵机摇臂一端连接左尾舵机，另一端连接左连杆，左连杆的另一端连接左尾舵摇臂，右倒V型支架上安装有右尾舵机，右尾舵机摇臂一端连接右尾舵机，另一端连接右连杆，右连杆的另一端连接右尾舵摇臂。

本发明的优点在于：

(1)对飞行器操纵效率高，可有效提升微型扑翼飞行器的横向控制性能；

(2)飞行器机动敏捷性强，可以进行普通微型扑翼飞行器难以实施的横滚、筋斗等动作；

(3)结构简单、可靠性强。

附图说明

图1是微型扑翼飞行器的分离式倒V型尾翼操纵机构示意图；

图2分离式倒V型尾翼操纵机构安装示意图；

图3倒V型尾翼角度、位置示意图；

图4俯仰操纵示意图；

图5横航向操纵示意图；

图中：

1.机体架；          2.右尾舵机；          3.右尾舵机摇臂；

4.右连杆；          5.右铰链；            6.右尾舵；

7.右尾舵摇臂；      8.左尾舵；            9.左尾舵摇臂；

10.左连杆；         11.左铰链；           12.左尾舵机摇臂；

13.左尾舵机；       14.左倒V型支架；      15.右倒V型支架