[实用新型]一种高稳定双尾撑立式环形翼无人机

说明书

本实用新型公开了一种高稳定双尾撑立式环形翼无人机，所述的高稳定双尾撑立式环形翼无人机包括融合式机身、立式环形机翼、双尾撑、垂尾、平尾、螺旋桨推进系统和操纵系统；所述的立式环形机翼包括上部椭圆形机翼和下部椭圆形机翼；所述的螺旋桨推进系统包括推进系统支撑架、推进系统驱动装置和螺旋桨；所述的操纵系统包括方向舵、升降舵和副翼。本实用新型具有优秀的抗风能力，飞行阻力较常规布局提高8%以上，适用于高精度航测航拍、山林重要物资投放等，飞行稳定性优秀。

技术领域

本实用新型涉及无人机设计和制造领域，特别是涉及高稳定双尾撑立式环形翼无人机。

背景技术

工业级无人机已经广泛应用于农林植保、地质勘测、航空测绘、航空拍摄、救援等，随着航空测绘、航空拍摄的精度要求的提高，对无人机飞行稳定性、抗风性提出了较高要求，需要设计一种可用于高精度测绘、拍摄的高稳定性无人机提供平台支撑。随着航空物流、紧急救援、灾害探测预警等需求发展，山区的山谷风、地质灾害发生时的恶劣天气等均对无人机提出了更高要求，无人机应具备较强的飞行稳定性，以适应一定程度的气体乱流，提高无人机在极端环境下的生存能力，进一步提高执行任务成功率。

用于航空测绘、航空拍摄、航空物流及农林植保等任务的飞行器大多为低速飞行器，固定翼飞行器相对多旋翼、单旋翼飞行器具有较高的飞行器速度、较远的航程和巡航时间，利于实现大面积作业。而常规的固定翼飞行器设计方法在稳定性和抗风性上表现较弱，不利于实现较高精度或较苛刻任务，同时，为提高航程和巡航时间，有必要提高飞行器气动性能。

本实用新型的技术问题在于当前用于航测、物流、航拍的低速固定翼无人机存在以下几个关键问题：(1)飞行稳定性较差，抗风性弱；(2)低速飞行阻力较大；(3)同等载荷下无人机起飞重量偏大；(4)多任务兼容性。从而限制了该类无人机的较大发展。

针对以上问题，本实用新型采用以下关键技术途径：(1)设计性能优秀的立式环形翼机翼布局，代替常规的单层机翼，上部、下部机翼采用曲面设计并在翼梢处平滑过渡，形成椭圆类环形机翼；(2)将螺旋桨推进装置置于环形机翼内部，以改善上下部机翼的表面流动，提高气动性能，同时，提高飞行器纵向稳定性；(3)将双尾撑连接于环形机翼的翼梢位置，向后眼神，减小无人机起飞重量，减小环形机翼后缘气体流场影响；(4)采用环形机翼、推进装置位置优化、双尾撑等设计，可综合减小无人机飞行阻力。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种提高飞行稳定性、改善无人机气动性能的高稳定双尾撑立式环形翼机翼无人机。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本实用新型的一种高稳定双尾撑立式环形翼机翼无人机，所述的高稳定双尾撑立式环形翼机翼无人机包括融合式机身、立式环形翼机翼、双尾撑、垂尾、平尾、螺旋桨推进系统和操纵系统；所述的垂尾由左右对称分布两部分组成，分别设置于双尾撑的后端，所述的平尾用于连接左右两垂尾，并对双尾撑、垂尾有固定支撑作用。所述的融合式机身采用曲面融合方式置于下部椭圆形机翼中部，可用于红外、光电、航测等设备载荷装载，有效载荷重为0.5～20kg。

进一步地，所述的立式环形翼机翼包括上部椭圆形机翼、下部椭圆形机翼，上部椭圆形机翼和下部椭圆形机翼在翼梢处相连，形成环形机翼；上部椭圆形机翼和下部椭圆形机翼采用NACA系列或层流翼型。

进一步地，所述的垂尾的表面形状为两端弧形。上部椭圆形机翼可采用前掠方式，下部椭圆形机翼可采用后掠方式，前掠角和后掠角为0～20度。

更进一步地，所述的双尾撑分别设置于立式环形翼机翼左右翼梢且向后延伸，所述的双尾撑采用碳纤维杆。

进一步地，所述的螺旋桨推进系统由推进系统支撑架、推进系统驱动装置和螺旋桨组成，推进系统支撑架设置于融合式机身后端并处于下部椭圆形机翼为0.4～0.9倍弦长处，推进系统驱动装置设置于推进系统支撑架的上端，螺旋桨为无人机动力推进部件，安装于推进系统驱动装置的后端,所述的螺旋桨为2～5叶桨叶。