[发明专利]一种具有复合气动舵面的倾转机翼无人机

说明书

本发明公开一种具有复合气动舵面的倾转机翼无人机，包括：机身及复合气动舵面，所述机身两侧设有串列式前机翼及串列式后机翼，所述机身尾部设有垂尾，所述机身上安装有发动机，所述串列式前机翼及串列式后机翼上均设有螺旋桨及短舱、复合气动舵面及机翼倾转轴，所述复合气动舵面安装于所述串列式前机翼及串列式后机翼上的后缘位置，所述复合气动舵面设置于螺旋桨及短舱的后侧，所述螺旋桨及短舱安装于所述串列式前机翼及串列式后机翼前缘，可随所述串列式前机翼及串列式后机翼倾转，所述机翼倾转轴分前后两个，分别控制串列式前机翼及串列式后机翼倾转。其结构布局简单、易于控制、可实现性高的垂直起降倾转翼无人机。

技术领域

本发明涉及无人机设备领域，特别涉及一种具有复合气动舵面的倾转机翼无人机。

背景技术

目前常见的无人机以多旋翼形式的飞行器为主。多旋翼无人机简单易操纵，可实现垂直起降与悬停作业，但续航时间短、巡航速度慢，无法实现单次大范围作业。

相比于旋翼飞行器，固定翼飞机具有速度高、航时长、航程远等优点。但固定翼飞机的起降对于跑道与场地有一定要求，难以满足许多无人机应用行业对于无人机易于使用、快速升空等特点的需要。

倾转旋翼飞机的发展始于上世纪40年代，由美国贝尔公司率先进行研制，以V-22鱼鹰飞机为代表为大家所熟知。倾转旋翼飞机综合了旋翼飞机与固定翼飞机的优点，但其控制系统与结构复杂，载人时的安全性备受质疑。

在发明专利CN106516080A具有一种气动布局以及倾转机构的倾转机翼无人机及机翼是否松脱的检测方法中公开了一种倾转旋翼飞机，其采用了前后螺旋桨错开布置的方式，但并未在机翼上布置舵面，仅通过调整机翼倾角来保证垂直起降时的飞机安定性，不但操纵与控制比较复杂，其效用与可靠性也难以保证。

在发明专利CN107600403A一种梯形布局串列式倾转机翼飞行器及其倾转机构中公开了一种梯形布局串列式倾转翼飞机，其机翼的多舵面布局不但增加了机构重量与控制难度，同时增加了失效风险。

现有的无人机倾转旋翼于垂直飞行状态损失拉力较多；平飞巡航状态控制面数量多，控制复杂，实现性和实用性低。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种具有复合气动舵面的倾转机翼无人机，其结构布局简单、易于控制、可实现性高的垂直起降倾转翼无人机。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有复合气动舵面的倾转机翼无人机，包括：机身及复合气动舵面，所述机身两侧设有串列式前机翼及串列式后机翼，所述机身尾部设有垂尾，所述机身上安装有发动机，所述串列式前机翼及串列式后机翼上均设有螺旋桨及短舱、复合气动舵面及机翼倾转轴，所述复合气动舵面安装于所述串列式前机翼及串列式后机翼上的后缘位置，所述复合气动舵面设置于螺旋桨及短舱的后侧，所述螺旋桨及短舱安装于所述串列式前机翼及串列式后机翼前缘，可随所述串列式前机翼及串列式后机翼倾转，所述机翼倾转轴分前后两个，分别控制串列式前机翼及串列式后机翼倾转。

进一步，所述垂尾为飞机提供横侧向的稳定性，而侧向机动操作可由复合舵面控制完成，无需设置专供侧向机动使用的方向舵。

进一步，所述复合气动舵面分为上、下舵面两部分，上、下舵面既可合并绕转动轴偏转，也可分开转动，所述复合气动舵面的上、下两个舵面合并时与正常水平舵面相同，可通过控制两个舵面合并偏转角度δs改变串列式前机翼及串列式后机翼上的升力，从而控制全机的俯仰、滚转、偏航；上、下舵面分开时将改变串列式前机翼及串列式后机翼后缘构型，可通过控制两舵面夹角δk改变螺旋桨及短舱后气流的流速与流向，调整串列式前机翼及串列式后机翼上的拉力与阻力，从而控制全机的升降与悬停动作。