[发明专利]一种具有搭接翼的倾转旋翼无人飞行器结构系统

说明书

本发明涉及一种具有搭接翼的倾转旋翼无人飞行器结构系统，包括机身、固定设置于机身左右两侧的一对机翼和固定设置于机身尾部的尾翼，其特征在于所述机翼包括上机翼、下机翼和搭接在上机翼和下机翼之间的搭接翼，还包括活动连接于搭接翼上的可倾转螺旋桨系统，所述可倾转螺旋桨系统包括倾转机构、电机和螺旋桨，所述倾转机构固定于搭接翼上，所述电机活动连接于倾转机构上，并可在倾转机构带动下绕搭接翼面的垂直中心线旋转，所述螺旋桨活动连接于电机上。本发明无人飞行器结构系统搭接翼结构刚度更好，能够降低旋翼对固定翼的气动弹性影响，同时能够在较短的展长下实现机翼面积的大幅增加，降低了结构重量，提高了巡航效率。

技术领域

本发明属于无人飞行器总体技术领域，具体涉及一种具有搭接翼的倾转旋翼无人飞行器结构系统。

背景技术

传统的无人飞行器可分为固定翼和旋翼飞行器两种。固定翼飞行器飞行时升力由机翼提供，航时航程较大。通常来说固定翼飞行器的起降条件较为苛刻，滑跑起飞或降落需要较为平整的跑道，弹射起飞需要专门的弹射装置，手抛需要人员具有较为丰富的操作经验，撞网需要具有非常精确的导航控制系统等；此外，固定翼飞行器不能实现垂直起降，也无法在空中进行悬停。旋翼飞行器其升力由螺旋桨或涵道风扇提供，可以实现垂直起降，对起降场地要求较低，并且可以在空中稳定悬停；但是旋翼飞行器巡航平飞效率较低，同等条件下航时航程较小。无论是单纯的固定翼飞行器或是旋翼飞行器，均无法同时实现高效巡航平飞、空中悬停以及垂直起降，因此近年来出现了复合式垂直起降固定翼飞行器，即倾转旋翼飞行器，由于其同时兼备高效巡航平飞、空中悬停以及垂直起降，成为研究的热门。

从结构上看，倾转旋翼飞行器的两个旋翼位于机身两侧翼尖，起飞和降落类似于横列式直升机，前飞时，旋翼轴相对机体倾转，过渡到平飞时则像固定翼飞机一样，靠机翼产生升力，靠转轴近于水平的旋翼产生向前的推力。从性能上看，倾转旋翼飞行器结构系统既有普通直升机的垂直起降和空中悬停能力，又有固定翼飞行器的高速巡航功能。由于倾转旋翼飞行器的上述能力，大大增加了其使用范围和领域。在军用方面可作为突击运输机，以其速度快、航程远、在战场上能随处着陆的特点来实现战争的后勤保障工作。在民用方面，可作为快递公司实现各城市、乡村之间的货运的良好平台。

现有的倾转旋翼飞行器虽然具有相对于固定翼飞机和直升机的诸多优点，但由于布局上的局限性，仍具有较多缺点。从飞行器的总体布局上看，由于常规倾转旋翼机(如MV-22鱼鹰运输机)大多采用常规布局，有如下缺点：1.倾转旋翼飞行器在垂直飞行和低速飞行时类似于横列式直升机，机翼需要承受较大的结构载荷和气动载荷，因此对机翼刚度要求较高，且机翼气动弹性稳定性问题十分突出，再考虑实际对场地的适应性，常规倾转旋翼机翼展较小，滑翔性能差，出现空中发动机停车后较难利用飞行器结构系统滑翔安全迫降；2.较小的翼展使得其机翼面积较小，如鱼鹰运输机(MV-22)翼展仅14m，机翼面积28m²，飞行器升力难以保证；3.发动机置于翼尖，为克服垂直起降带来的复杂的气动弹性问题，需要保证机翼强度，对单翼结构强度要求高，这也限制了翼展，增加了翼载荷。

发明内容

针对现有大部分倾转旋翼飞行器固定翼翼面积小、机翼载荷高无法满足高效巡航平飞和大载荷的问题，本发明提供一种具有搭接翼的倾转旋翼无人飞行器结构系统，包括机身、固定设置于机身左右两侧的一对机翼和固定设置于机身尾部的尾翼，其特征在于所述机翼包括上机翼、下机翼和搭接在上机翼和下机翼之间的搭接翼，还包括活动连接于搭接翼上的可倾转螺旋桨系统，所述可倾转螺旋桨系统包括倾转机构、电机和螺旋桨，所述倾转机构固定于搭接翼上，所述电机活动连接于倾转机构上，并可在倾转机构带动下绕搭接翼面的垂直中心线旋转，所述螺旋桨活动连接于电机上，且由电机带动旋转，左右两侧螺旋桨转向相反，可实现自身力矩平衡。

优选地，所述上机翼、下机翼和搭接翼呈菱形搭接布局，上机翼具有下反角，下机翼具有上反角，上、下机翼前掠。