[发明专利]一种盒式太阳能无人机

说明书

本发明提出了一种盒式太阳能无人机，包括无人机机体、盒式机翼、复合式垂尾、涵道风扇组件、旋翼组件、起落架和太阳能片；该无人机采用盒式翼布局，在提高太阳能片铺设面积的同时，提高太阳能无人机的巡航气动效率；采用涵道风扇与倾转旋翼组合的方式，确保太阳能无人机兼具垂直起降和巡航性能；采用复合式垂尾的方式，在确保太阳能无人机的稳定性和操纵性的同时，减少倾转旋翼尾流在巡航时对于太阳能无人机机翼气动效率的影响。

技术领域

本发明涉及无人机设计领域，具体涉及一种将太阳能片与盒式翼布局结合，兼具垂直起降和巡航性能的盒式太阳能无人机。

背景技术

太阳能无人机是一种新型能源的无人机，由于其可通过铺设的太阳能片的手段将太阳光照转换为无人机的动力能源，进而增加无人机的航程与航时，因此其在军用与民用领域均具有重要的市场应用价值。在军用方面可用于侦查与巡逻，在民用方面可用于监管与信号连接，但是目前大多数太阳能无人机均采用固定翼的布局，这种无人机布局在前飞和着陆时需要滑跑跑道，跑道距离大大限制了这类太阳能无人机的使用范围，为了解决该问题，满足市场的需求，设计出一款兼具垂直起降和巡航性能的太阳能无人机就显得尤为重要。

中国发明专利CN 108557081 A公开了“一种太阳能连翼无人机及其控制方法”，其主要包括：尾撑杆、机翼和吊舱组件，主要用于解决现有超大展弦比无人机结构强度差、设计困难和现有无人机是单纯的电动机控制，不能配合舵机实现综合控制的问题，虽然该太阳能无人机在控制方面具有优势，但其不能实现垂直起降，大大限制了该太阳能无人机的使用范围；

中国发明专利CN 108116656 A公开了“一种太阳能无人机”，该无人机包括机身、机翼以及太阳能电池板，该发明的优势在于其机翼为实心，柔性填充体分别与刚性的机翼肋板、翼梁和纵墙紧密结合，形成夹心结构，抗振、抗冲击能力强；将太阳能电池板嵌入设在柔性填充体上，由机翼结构吸收振动和冲击，大大减少太阳能电池板的碎裂和损坏，进而提高了太阳能电池板的使用寿命，但该太阳能无人机不具备垂直起降性能，其应用市场将会减少。

发明内容

为了解决目前太阳能无人机不兼具垂直起降和巡航性能的技术问题，本发明提出了一种盒式太阳能无人机，该无人机采用盒式翼布局，在提高太阳能片铺设面积的同时，提高太阳能无人机的巡航气动效率；采用涵道风扇与倾转旋翼组合的方式，确保太阳能无人机兼具垂直起降和巡航性能；采用复合式垂尾的方式，在确保太阳能无人机的稳定性和操纵性的同时，减少倾转旋翼尾流在巡航时对于太阳能无人机机翼气动效率的影响。

本发明的技术方案为：

所述一种盒式太阳能无人机，其特征在于：包括无人机机体、盒式机翼、复合式垂尾、涵道风扇组件、旋翼组件、起落架和太阳能片；

所述无人机机体由轻质高强度材料制成，无人机机体纵向前部1/4位置处具有开口，用于安装涵道风扇组件，无人机机体纵向1/2位置处两侧安装倾转旋翼轴；

所述盒式机翼由第一机翼、第二机翼、第三机翼、第四机翼组成；四个机翼的翼根处均与无人机机体固定连接，其中第一机翼与第二机翼相对于无人机机体纵向对称面对称，且翼根在无人机机体前部两侧与无人机机体固定连接，第三机翼与第四机翼关于无人机机体纵向对称面对称，且翼根在无人机机体后部两侧与无人机机体固定连接，第一机翼与第二机翼具有后掠角和上反角，第三机翼与第四机翼具有前掠角和下反角；第一机翼与第三机翼在各自翼稍处与第一翼稍下沿固定连接，第二机翼与第四机翼在各自翼稍处与第二翼稍下沿固定连接；所述第一翼稍和第二翼稍均采用上反结构；在第三机翼以及第四机翼中具有中断，中断位置安装有复合式垂尾；

在第一机翼和第二机翼中安装有副翼，在第三机翼和第四机翼中安装有平尾，在复合式垂尾中安装有方向舵；

所述涵道风扇组件安装在无人机机体中，且涵道风扇组件的轴线位于无人机机体的纵向对称面内；