本实用新型专利技术提供一种复合式布局垂直起降飞行器，复合式布局垂直起降飞行器包括：机身(1)、前置机翼(2)、后置机翼(3)、前电机连接杆(4)、后电机连接杆(5)、左前旋翼组件(6.1)、右前旋翼组件(6.2)、左后旋翼组件(6.3)、右后旋翼组件(6.4)、飞控系统(7)、电池舱(8)、载荷舱(9)和起落架(10)。优点为：采用多旋翼加固定翼的复合式布局，实现飞行器的垂直起降与水平飞行，充分发挥了多旋翼优异的垂直起降能力与固定翼高效率的巡航能力，增加续航时间。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于飞行器气动布局
，具体涉及一种复合式布局垂直起降飞行器。
技术介绍
随着电子技术的发展，各种无人机的应用越来越广泛。军事应用方面，无人机可用作战场监视、态势侦察、目标指引、通信中继、火力打击；民用方面，无人机可进行影视航拍、测绘、地质勘测、气象探测、环境探测、农林植保等。在各类应用场景中，具备垂直起降功能的无人机具有得天独厚的优势，即：对起降场地要求小，这也成为了近年来多旋翼飞行器快速发展的动力。尤其在对任务点进行侦察或探测作业时，多旋翼垂直起降无人机能够在绝大部分场地上起飞执行任务，并且能够定点悬停，以达到最佳的任务效果。例如，在天津港“8.12”重大火灾爆炸事故现场，工作人员利用多旋翼无人机对事故现场进行测绘，观察地形及变化，对事故的抢险救援提供了准确可靠的信息支持。但是，现有的多旋翼垂直起降无人机主要具有以下不足：在前飞时，无人机前飞的动力完全来自于机身偏转状态下螺旋桨拉力的分力。由此可见，受限于电机的转换效率以及电池储能技术，常规的多旋翼垂直起降无人机能量利用率非常低，所以其续航时间非常短，普通的多旋翼无人机飞行时间大都在30min左右。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种复合式布局垂直起降飞行器，可有效解决上述问题。本技术采用的技术方案如下：本技术提供一种复合式布局垂直起降飞行器，包括：机身(1)、前置机翼(2)、后置机翼(3)、前电机连接杆(4)、后电机连接杆(5)、左前旋翼组件(6.1)、右前旋翼组件(6.2)、左后旋翼组件(6.3)、右后旋翼组件(6.4)、飞控系统(7)、电池舱(8)、载荷舱(9)和起落架(10)；所述机身(1)的长度为L；所述机身(1)在垂直起降阶段为倾斜状态，其前端高于后端，为抬头状，在垂直起降阶段，机身轴线与水平面的夹角，即：倾斜角度为β；所述机身(1)包括机身主体(1.1)，所述机身主体(1.1)的前端延伸出机身头部(1.2)，所述机身主体(1.1)的后端延伸出机身尾部(1.3)；所述机身主体(1.1)的机身宽度不变，机身高度随着机身纵向逐渐减小；所述机身头部(1.2)和所述机身尾部(1.3)均为扁平状；所述前置机翼(2)包括左前机翼(2.1)和右前机翼(2.2)；所述左前机翼(2.1)的梁和所述右前机翼(2.2)的梁分别从所述机身头部(1.2)的左右两侧对称插入到所述机身头部(1.2)的内腔，并采用插销固定；所述后置机翼(3)包括左后机翼(3.1)和右后机翼(3.2)；所述左后机翼(3.1)的梁和所述右后机翼(3.2)的梁分别从所述机身尾部(1.3)的左右两侧对称插入到所述机身尾部(1.3)的内腔，并采用插销固定；所述前置机翼(2)和所述后置机翼(3)平行设置，所述前置机翼(2)和所述后置机翼(3)相对于机身具有高度差h，即：当机身轴线为水平状态时，所述前置机翼(2)和所述后置机翼(3)之间的高度差的值为：L*tanβ；所述左前机翼(2.1)、所述右前机翼(2.2)、所述左后机翼(3.1)和所述右后机翼(3.2)的机翼长度均相等，为P；在所述左前机翼(2.1)、所述右前机翼(2.2)、所述左后机翼(3.1)和所述右后机翼(3.2)的外段分别安装有可转动的副翼(11)；所述副翼的长度为P/2，用于飞行器飞行过程中的姿态调整；所述前电机连接杆(4)包括左前电机连接杆(4.1)和右前电机连接杆(4.2)；所述左前电机连接杆(4.1)的一端固定于所述机身头部(1.2)的内部；所述左前电机连接杆(4.1)的另一端穿过所述左前机翼(2.1)的内部，而延伸到所述左前机翼(2.1)的外部；所述左前电机连接杆(4.1)的末端设置有电机座；所述电机座的下方安装所述左前旋翼组件(6.1)；所述右前电机连接杆(4.2)的一端固定于所述机身头部(1.2)的内部；所述右前电机连接杆(4.2)的另一端穿过所述右前机翼(2.2)的内部，而延伸到所述右前机翼(2.2)的外部；所述右前电机连接杆(4.2)的末端设置有电机座；所述电机座的下方安装所述右前旋翼组件(6.2)；所述后电机连接杆(5)包括左后电机连接杆(5.1)和右后电机连接杆(5.2)；所述左后电机连接杆(5.1)的一端固定于所述机身尾部(1.3)的内部；所述左后电机连接杆(5.1)的另一端穿过所述左后机翼(3.1)的内部，而延伸到所述左后机翼(3.1)的外部；所述左后电机连接杆(5.1)的末端设置有电机座；所述电机座的上方安装所述左后旋翼组件(6.3)；所述右后电机连接杆(5.2)的一端固定于所述机身尾部(1.3)的内部；所述右后电机连接杆(5.2)的另一端穿过所述右后机翼(3.2)的内部，而延伸到所述右后机翼(3.2)的外部；所述右后电机连接杆(5.2)的末端设置有电机座；所述电机座的上方安装所述右后旋翼组件(6.4)；所述左前旋翼组件(6.1)、所述右前旋翼组件(6.2)、所述左后旋翼组件(6.3)和所述右后旋翼组件(6.4)均包括：驱动电机以及螺旋桨；对于所述左前旋翼组件(6.1)和所述右前旋翼组件(6.2)，其螺旋桨设置于对应的驱动电机的底部；对于所述左后旋翼组件(6.3)和所述右后旋翼组件(6.4)，其螺旋桨设置于对应的驱动电机的顶部，并且，四个螺旋桨位于同一平面，形成螺旋桨平面；在垂直起降阶段，螺旋桨平面为水平状态；在前飞状态，螺旋桨平面相对地面具有倾斜角度；所述飞控系统(7)包括飞控板；所述飞控板设置于所述机身(1)的中心位置；并且，所述飞控板始终与所述螺旋桨平面平行；所述电池舱(8)设置于所述机身(1)的中心位置的上部，用于安装动力电池及依靠动力电池调节整机重心；所述载荷舱(9)设置于所述机身(1)的中心位置的下部，用于固定任务载荷；所述起落架(10)为三点式起落架，包括：前起落架、左后起落架和右后起落架；所述前起落架安装于所述机身头部(1.2)的正下方；所述左后起落架安装在所述左后机翼(3.1)外端的左后电机连接杆(5.1)上；所述右后起落架安装在所述右后机翼(3.2)外端的右后电机连接杆(5.2)上；在垂直起降阶段，所述前起落架与所述左后起落架，以及所述前起落架与所述右后起落架具有相同的高度差，以保证机身在起飞状态为抬头状态，且倾斜角度为β。优选的，所述机身(1)的长度为1.2至2.2米；所述倾斜角度β为8至12度。优选的，所述前置机翼(2)和所述后置机翼(3)均具有安装角α。优选的，安装角α为2至6度。优选的，所述左前电机连接杆(4.1)相对于机翼外端的外伸长度、所述右前电机连接杆(4.2)相对于机翼外端的外伸长度、所述左后电机连接杆(5.1)相对于机翼外端的外伸长度以及所述右后电机连接杆(5.2)相对于机翼外端的外伸长度均大于螺旋桨半径R。本技术提供的复合式布局垂直起降飞行器以及垂直起降飞行方法具有以下优点：采用多旋翼加固定翼的复合式布局，实现飞行器的垂直起降与水平飞行，充分发挥了多旋翼优异的垂直起降能力与固定翼高效率的巡航能力，增加续航时间。附图说明图1为本技术提供的复合式布局垂直起降飞行器的立体结构示意图；图2为本技术提供的复合式布局垂直起降飞行器的左视图。具体实施方式为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合式布局垂直起降飞行器，其特征在于，包括：机身(1)、前置机翼(2)、后置机翼(3)、前电机连接杆(4)、后电机连接杆(5)、左前旋翼组件(6.1)、右前旋翼组件(6.2)、左后旋翼组件(6.3)、右后旋翼组件(6.4)、飞控系统(7)、电池舱(8)、载荷舱(9)和起落架(10)；所述机身(1)的长度为L；所述机身(1)在垂直起降阶段为倾斜状态，其前端高于后端，为抬头状，在垂直起降阶段，机身轴线与水平面的夹角，即：倾斜角度为β；所述机身(1)包括机身主体(1.1)，所述机身主体(1.1)的前端延伸出机身头部(1.2)，所述机身主体(1.1)的后端延伸出机身尾部(1.3)；所述机身主体(1.1)的机身宽度不变，机身高度随着机身纵向逐渐减小；所述机身头部(1.2)和所述机身尾部(1.3)均为扁平状；所述前置机翼(2)包括左前机翼(2.1)和右前机翼(2.2)；所述左前机翼(2.1)的梁和所述右前机翼(2.2)的梁分别从所述机身头部(1.2)的左右两侧对称插入到所述机身头部(1.2)的内腔，并采用插销固定；所述后置机翼(3)包括左后机翼(3.1)和右后机翼(3.2)；所述左后机翼(3.1)的梁和所述右后机翼(3.2)的梁分别从所述机身尾部(1.3)的左右两侧对称插入到所述机身尾部(1.3)的内腔，并采用插销固定；所述前置机翼(2)和所述后置机翼(3)平行设置，所述前置机翼(2)的前缘与机身头部的前端齐平，用于减小机身对流经前置机翼来流的干扰；所述后置机翼(3)的后缘与机身尾部的后端齐平，用于对机身尾部进行修型以减小阻力；所述前置机翼(2)和所述后置机翼(3)相对于机身具有高度差h，即：当机身轴线为水平状态时，所述前置机翼(2)和所述后置机翼(3)之间的高度差的值为：L*tanβ；所述左前机翼(2.1)、所述右前机翼(2.2)、所述左后机翼(3.1)和所述右后机翼(3.2)的机翼长度均相等，为P；在所述左前机翼(2.1)、所述右前机翼(2.2)、所述左后机翼(3.1)和所述右后机翼(3.2)的外段分别安装有可转动的副翼(11)；所述副翼的长度为P/2，用于飞行器飞行过程中的姿态调整；所述前电机连接杆(4)包括左前电机连接杆(4.1)和右前电机连接杆(4.2)；所述左前电机连接杆(4.1)的一端固定于所述机身头部(1.2)的内部；所述左前电机连接杆(4.1)的另一端穿过所述左前机翼(2.1)的内部，而延伸到所述左前机翼(2.1)的外部；所述左前电机连接杆(4.1)的末端设置有电机座；所述电机座的下方安装所述左前旋翼组件(6.1)；所述右前电机连接杆(4.2)的一端固定于所述机身头部(1.2)的内部；所述右前电机连接杆(4.2)的另一端穿过所述右前机翼(2.2)的内部，而延伸到所述右前机翼(2.2)的外部；所述右前电机连接杆(4.2)的末端设置有电机座；所述电机座的下方安装所述右前旋翼组件(6.2)；所述后电机连接杆(5)包括左后电机连接杆(5.1)和右后电机连接杆(5.2)；所述左后电机连接杆(5.1)的一端固定于所述机身尾部(1.3)的内部；所述左后电机连接杆(5.1)的另一端穿过所述左后机翼(3.1)的内部，而延伸到所述左后机翼(3.1)的外部；所述左后电机连接杆(5.1)的末端设置有电机座；所述电机座的上方安装所述左后旋翼组件(6.3)；所述右后电机连接杆(5.2)的一端固定于所述机身尾部(1.3)的内部；所述右后电机连接杆(5.2)的另一端穿过所述右后机翼(3.2)的内部，而延伸到所述右后机翼(3.2)的外部；所述右后电机连接杆(5.2)的末端设置有电机座；所述电机座的上方安装所述右后旋翼组件(6.4)；所述左前旋翼组件(6.1)、所述右前旋翼组件(6.2)、所述左后旋翼组件(6.3)和所述右后旋翼组件(6.4)均包括：驱动电机以及螺旋桨；对于所述左前旋翼组件(6.1)和所述右前旋翼组件(6.2)，其螺旋桨设置于对应的驱动电机的底部；对于所述左后旋翼组件(6.3)和所述右后旋翼组件(6.4)，其螺旋桨设置于对应的驱动电机的顶部，并且，四个螺旋桨位于同一平面，形成螺旋桨平面；在垂直起降阶段，螺旋桨平面为水平状态；在前飞状态，螺旋桨平面相对地面具有倾斜角度；所述飞控系统(7)包括飞控板；所述飞控板设置于所述机身(1)的中心位置；并且，所述飞控板始终与所述螺旋桨平面平行；所述电池舱(8)设置于所述机身(1)的中心位置的上部，用于安装动力电池及依靠动力电池调节整机重心；所述载荷舱(9)设置于所述机身(1)的中心位置的下部，用于固定任务载荷；所述起落架(10)为三点式起落架，包括：前起落架、左后起落架和右后起落架；所述前起落架安装于所述机身头部(1.2)的正下方；所述左后起落架安装在所述左后机翼(3.1)外端的左后电机连接杆(5.1...
【技术特征摘要】
1.一种复合式布局垂直起降飞行器，其特征在于，包括：机身(1)、前置机翼(2)、后置机翼(3)、前电机连接杆(4)、后电机连接杆(5)、左前旋翼组件(6.1)、右前旋翼组件(6.2)、左后旋翼组件(6.3)、右后旋翼组件(6.4)、飞控系统(7)、电池舱(8)、载荷舱(9)和起落架(10)；所述机身(1)的长度为L；所述机身(1)在垂直起降阶段为倾斜状态，其前端高于后端，为抬头状，在垂直起降阶段，机身轴线与水平面的夹角，即：倾斜角度为β；所述机身(1)包括机身主体(1.1)，所述机身主体(1.1)的前端延伸出机身头部(1.2)，所述机身主体(1.1)的后端延伸出机身尾部(1.3)；所述机身主体(1.1)的机身宽度不变，机身高度随着机身纵向逐渐减小；所述机身头部(1.2)和所述机身尾部(1.3)均为扁平状；所述前置机翼(2)包括左前机翼(2.1)和右前机翼(2.2)；所述左前机翼(2.1)的梁和所述右前机翼(2.2)的梁分别从所述机身头部(1.2)的左右两侧对称插入到所述机身头部(1.2)的内腔，并采用插销固定；所述后置机翼(3)包括左后机翼(3.1)和右后机翼(3.2)；所述左后机翼(3.1)的梁和所述右后机翼(3.2)的梁分别从所述机身尾部(1.3)的左右两侧对称插入到所述机身尾部(1.3)的内腔，并采用插销固定；所述前置机翼(2)和所述后置机翼(3)平行设置，所述前置机翼(2)的前缘与机身头部的前端齐平，用于减小机身对流经前置机翼来流的干扰；所述后置机翼(3)的后缘与机身尾部的后端齐平，用于对机身尾部进行修型以减小阻力；所述前置机翼(2)和所述后置机翼(3)相对于机身具有高度差h，即：当机身轴线为水平状态时，所述前置机翼(2)和所述后置机翼(3)之间的高度差的值为：L*tanβ；所述左前机翼(2.1)、所述右前机翼(2.2)、所述左后机翼(3.1)和所述右后机翼(3.2)的机翼长度均相等，为P；在所述左前机翼(2.1)、所述右前机翼(2.2)、所述左后机翼(3.1)和所述右后机翼(3.2)的外段分别安装有可转动的副翼(11)；所述副翼的长度为P/2，用于飞行器飞行过程中的姿态调整；所述前电机连接杆(4)包括左前电机连接杆(4.1)和右前电机连接杆(4.2)；所述左前电机连接杆(4.1)的一端固定于所述机身头部(1.2)的内部；所述左前电机连接杆(4.1)的另一端穿过所述左前机翼(2.1)的内部，而延伸到所述左前机翼(2.1)的外部；所述左前电机连接杆(4.1)的末端设置有电机座；所述电机座的下方安装所述左前旋翼组件(6.1)；所述右前电机连接杆(4.2)的一端固定于所述机身头部(1.2)的内部；所述右前电机连接杆(4.2)的另一端穿过所述右前机翼(2.2)的内部，而延伸到所述右前机翼(2.2)的外部；所述右前电机连接杆(4.2)的末端设置有电机座；所述电机座的下方安装所述右前旋翼...
【专利技术属性】
技术研发人员：李占科，陈伟，张航，谭春林，黄卫平，魏孔泯，宋笔锋，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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