[发明专利]一种燃油动力变转速控制复合翼无人机

说明书

本申请属于飞行器技术领域，特别是涉及一种燃油动力变转速控制复合翼无人机。燃油动力变转速控制复合翼无人机包括机身，所述机身上设置有机翼和旋翼机构，所述机身尾部设置有推进螺旋桨；所述机翼机构呈“X”形对称设置，四个旋翼分别位于机翼端部，所述旋翼由机身内部设置的燃油动力系统直接驱动，并通过调速电机和调扭电机配合差动行星轮系改变各旋翼的转速进行飞行控制。该燃油动力变转速控制复合翼无人机结合了固定翼与多旋翼两种无人机的优势，同时采用了一种新型的燃油动力系统，解决了传统油动多旋翼飞行器控制和动力匹配困难、控制响应慢的缺点，提高了无人机的气动效率、续航能力与飞行时的灵活性、稳定性。

技术领域

本申请属于飞行器技术领域，特别是涉及一种燃油动力变转速控制复合翼无人机。

背景技术

当下的无人直升机主要分为传统直升机构型与多旋翼构型，这两种构型的优缺点如下：传统直升机构型的气动效率较高，但它结构、飞行控制较为复杂，因此成本较高，而且大的旋翼在飞行过程中带来了较高的飞行阻力。目前的多旋翼无人机多采用电动变转速控制，因此具有结构与控制系统相对简单、成本较低、机动灵活、动作响应快、飞行姿态稳定、抗风能力强等优点，尤为适合在城市等地形复杂的区域低空飞行。但是多旋翼构型的缺点是气动效率比较低，且受制于电池技术，故造成续航能力普遍不足，续航时间一般都不大于30分钟，另外电池充电时间长，执行连续飞行任务的能力较差。

采用内燃机作为动力源解决了电动无人机续航能力和连续任务能力的问题，根据其驱动方式可以分为：直接驱动和电传驱动，根据旋翼拉力的控制方式可以分为：变距控制和变转速控制。采用内燃机直接驱动，通过改变内燃机转速来调整旋翼转速的控制方式具有结构简单的优点，但是存在内燃机变转速响应慢、内燃机特性与旋翼特性匹配困难、控制困难等缺点。目前内燃机直驱的多旋翼无人机多采用变距控制的方式，然而旋翼变距机构具有结构复杂、控制难度大的缺点。以内燃机为动力源，利用发电机将内燃机输出的能量转换为电能提供给电机，通过电机驱动旋翼的电传动混合动力方式具有结构简单、控制响应快、控制简单的优点，但是由于能量存在二次转换，整套动力系统的重量较高，而且随着飞行器总重量的增加，发电机和旋翼驱动电机的重量增加较快，动力系统功率-重量比远低于机械传动系统。

目前的复合式无人机多以固定翼飞行模式为主，升力旋翼只起到垂直起降的作用，固定翼模式下升力旋翼及其支臂成为死重，而且灵活性和稳定性较差。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于目前的复合式无人机多以固定翼飞行模式为主，升力旋翼只起到垂直起降的作用，固定翼模式下升力旋翼及其支臂成为死重，而且灵活性和稳定性较差，以及电动多旋翼无人机续航能力差，燃油动力多旋翼无人机控制和动力匹配困难、控制响应慢，混合动力多旋翼无人机动力系统功率-重量比低的问题，本申请提供了一种采用新型燃油动力系统的燃油动力变转速控制复合翼无人机。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种燃油动力变转速控制复合翼无人机，包括机身，所述机身上设置有机翼机构，所述机身尾部设置有螺旋桨；

所述机翼机构呈“X”形对称设置，所述机身内部设置有燃油变转速动力系统。

本申请提供另一种实施方式：所述机翼机构包括短翼和旋翼，所述短翼一端固定于所述机身上，所述短翼呈“X”形对称设置，所述旋翼设置于所述短翼另一端，所述旋翼转轴相互平行，且与无人机的水平运动平面垂直。

本申请提供另一种实施方式：所述旋翼设置于翼端传动系统顶部，所述翼端传动系统设置于所述短翼上。

本申请提供另一种实施方式：所述翼端传动系统包括锥齿轮传动机构，所述锥齿轮传动机构用于运动和动力的空间换向，所述锥齿轮传动机构用于进一步的减速增扭。