[发明专利]一种可变外形固定翼微型飞行器

说明书

本发明公开了一种可变外形固定翼微型飞行器，属于微型飞行器技术领域。包括刚性主体、前飞动力装置、悬停动力装置、蒙皮和控制舵面；刚性主体采用翼身融合体构型，前飞动力装置安装在刚性主体前缘；控制舵面安装在刚性主体后缘，控制舵面通过角度变化实现对飞行器的姿态控制，刚性主体上设有贯穿上下表面的涵道，悬停动力装置安装在涵道内，涵道口的两端均设置有蒙皮，飞行器在巡飞状态时，蒙皮将涵道口封闭使刚性主体保持完整的气动外形，悬停状态时；蒙皮被相应机构收回刚性主体内部或被抛离使涵道口完全开放。本发明在高飞行速度条件下具备悬停和垂直起降功能，同时可靠性和气动效率高。

技术领域

本发明属于微型飞行器技术领域，具体涉及一种可变外形的固定翼布局微型飞行器。

背景技术

微型飞行器(Micro Air Vehicles，简称MAVs)是一种体积小质量轻的新型飞行器，由于其携带方便、成本低、隐蔽性好等优点，迅速成为了目前一个非常热门的研究领域。微型飞行器的应用场景十分广泛：军用方面单个使用可以用于目标侦查、信号干扰等，大量使用则可以实现分布式远程打击、大规模集群作战；民用方面则可以用于灾害搜救、通信中继、资源勘探等方面。

微型飞行器从气动布局上分类目前主要有三类，分别是微型固定翼飞行器，微型扑翼飞行器，和微型旋翼飞行器。在这三种布局当中，扑翼的流动机理最为复杂、对运动机构和制作材料要求都非常高，可靠性等各方面都难以满足需求，而旋翼气动效率低、飞行速度慢，飞行航时和任务半径等都很难满足使用要求。固定翼飞行器在这三者之中能够达到最高的飞行速度，升力效率较高，并且现有技术相对成熟，对制造、材料等要求也并不严苛，但现有固定翼飞行器的问题主要是不能悬停和垂直起降，

而微型飞行器一个重要的任务就是悬停静默侦查。同时由于微型飞行器的尺寸较小、速度较低，其飞行时雷诺数非常低，升阻比和稳定性都很难保证，极易受到来流条件变化引起的干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可变外形固定翼微型飞行器，在高飞行速度条件下具备悬停和垂直起降功能，同时可靠性和气动效率高。

一种可变外形固定翼微型飞行器，包括刚性主体、前飞动力装置、悬停动力装置、蒙皮和控制舵面；

所述刚性主体采用翼身融合体构型，所述前飞动力装置安装在刚性主体前缘，刚性主体内部设有配套的驱动机构；所述控制舵面安装在刚性主体后缘，控制舵面通过角度变化实现对飞行器的姿态控制，所述刚性主体上设有贯穿上下表面的涵道，所述悬停动力装置安装在涵道内，悬停动力装置配套的驱动机构设置在刚性主体内部，涵道口的两端均设置有蒙皮，飞行器在巡飞状态时，蒙皮将涵道口封闭使刚性主体保持完整的气动外形，悬停状态时；蒙皮被相应机构收回刚性主体内部或被抛离使涵道口完全开放。

进一步地，所述刚性主体的翼型截面选择高升阻比的低速翼型，平面形状选择中等展弦比的反齐默曼翼。

进一步地，所述前飞动力装置采用双叶螺旋桨，悬停动力装置采用涵道式四叶螺旋桨。

进一步地，所述控制舵面包括两片副翼和两片V字型布置的立尾，副翼用于微型飞行器的俯仰和滚转控制，V字型立尾用于偏航控制和保持航向稳定性，同时V字型立尾折叠贴合于主体上表面以减小存放时占用的体积。

进一步地，所述刚性主体前缘的内部设置振动模块，振动模块在控制系统的控制下进行主动振动，在刚性主体的上表面前缘处形成前缘主动振动区。

进一步地，所述柔性后缘设置在刚性主体的尾部，柔性后缘由柔性材料制作，内部加入刚性骨架以控制后缘的柔度。

进一步地，所述刚性主体内部布置通信设备用于实现飞行器与地面站通信以及多个飞行器组网飞行。

有益效果：