[发明专利]一种新型的具有变距螺旋桨的倾转机翼无人机

说明书

本发明公开一种新型的具有变距螺旋桨的倾转机翼无人机，包括：机身及水平舵面，所述机身两侧设有串列式前机翼及串列式后机翼，所述机身尾部设有提供飞机横航向稳定性的垂尾，所述机身设有发动机，所述串列式前机翼及串列式后机翼上均设有水平舵面、可变距螺旋桨及短舱、机翼倾转轴，所述可变距螺旋桨及短舱设置在所述串列式前机翼及串列式后机翼的前缘位置，所述机翼倾转轴分别控制所述串列式前机翼及串列式后机翼的倾转，所述水平舵面设置于可变距螺旋桨及短舱后侧，可在飞机平飞时提供俯仰及滚转方向的控制能力。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，特别涉及一种新型的具有变距螺旋桨的倾转机翼无人机。

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CN107187595A一种带有变距螺旋桨的垂直起降固定翼无人机中公开了一种垂直起降无人机，其使用了对转可变距双桨形式，但尾座式飞行器垂直飞行与水平飞行状态切换时控制难度大、动力系统要求高、可调整性差，多在轻小型无人机上得以实现，实用性差。

在发明专利CN206087301U串列翼倾转旋翼变距飞行器中公开了一种串列式倾转旋翼飞机，其前后螺旋桨布置于同一轴线上将导致平飞时后桨效率降低，且仅倾转旋翼的方式会使机翼在旋翼垂直使成为一个很大的阻力板，降低拉力效果。

现有的无人机飞行控制难度大，倾转旋翼于垂直飞行状态损失拉力较多。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种新型的具有变距螺旋桨的倾转机翼无人机，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：

一种新型的具有变距螺旋桨的倾转机翼无人机，包括：机身及水平舵面，所述机身两侧设有串列式前机翼及串列式后机翼，所述机身尾部设有提供飞机横航向稳定性的垂尾，所述机身设有发动机，所述串列式前机翼及串列式后机翼上均设有水平舵面、可变距螺旋桨及短舱、机翼倾转轴，所述可变距螺旋桨及短舱设置在所述串列式前机翼及串列式后机翼的前缘位置，且机翼两侧的可变距螺旋桨及短舱对称，可随所述机翼一同倾转，所述机翼倾转轴分别控制所述串列式前机翼及串列式后机翼的倾转，所述水平舵面设置于可变距螺旋桨及短舱后侧，可在飞机平飞时提供俯仰及滚转方向的控制能力。

进一步，所述可变距螺旋桨及短舱上的螺旋桨的动力由发动机提供动力，所述串列式前机翼及串列式后机翼上两侧的螺旋桨呈反向旋转，同一侧串列式前机翼及串列式后机翼上的螺旋桨旋转方向也相反，所述螺旋桨可以通过变距机构，在飞机不同飞行状态下调整螺旋桨的桨距。

进一步，所述无人机垂直起降中，通过控制无人机上4个螺旋桨桨距及4个水平舵面偏角共计8个输入量使无人机完成垂直起降与悬停机动动作并保证动作精度。

进一步，所述无人机巡航平飞中，通过控制无人机上4个螺旋桨桨距及4个水平舵面偏角共计8个输入量使无人机完成固定翼飞行各机动动作并保证动作精度。

进一步，所述无人机机翼倾转过程中，通过控制机翼倾转轴角度、4个螺旋桨桨距及4个水平舵面偏角共计10个输入量使无人机完成空中机翼倾转动作并保证动作精度。