一种具有超高刚度质量比的可调式涵道系统技术方案

本发明专利技术属于无人机技术领域，公开了一种具有超高刚度质量比的可调式涵道系统，具有超高刚度质量比的可调式涵道系统设置有两套可调式涵道装置；两套可调式涵道装置通过固定杆对称的布置在纵列式双涵道无人机两侧；可调式涵道装置的涵道上拉结有多个网格拉线网。本发明专利技术在涵道内布置可调节网格形式拉线，如同自行车辐条，可以在不增加涵道质量的情况下能够增加涵道刚度，使得这个系统的质量减轻，刚度质量比变大，更有益于飞行作业，使得在无人机正常工作时，不会出现由于涵道变形产生的安全隐患；拉线长度可以进行调节，对涵道形状进行微调，弥补涵道的加工精度的不足，并且保证桨间间隙这一重要气动参数在正常数值。

An adjustable culvert system with ultra-high stiffness-mass ratio

【技术实现步骤摘要】
一种具有超高刚度质量比的可调式涵道系统
本专利技术属于无人机
，尤其涉及一种具有超高刚度质量比的可调式涵道系统。
技术介绍
涵道作为该纵列双涵道式无人机的一个重要部分，它起到一定连接和支撑该无人机的作用，所以涵道需要其刚度比较好。并且螺旋桨装于涵道内部，螺旋桨与涵道之间的桨间间隙是影响涵道结构气动特性的重要参数，当无人机工作的时候，不可避免的会出现振动或者其他影响，当涵道刚度不够高时，这种影响有可能会减小桨间间隙减小或者增大桨间间隙，桨间间隙这一重要的气动参数发生改变，桨间间隙对涵道螺旋桨的升力系数、品质因数等重要气动特性有着重要的意义，无人机的飞行又与这些气动参数有着重要的关系。作业时要将桨间间隙保持在一个高效恒定的区域对整个无人机系统性能和稳定性十分重要，在实际作业环境中，由于涵道内桨盘转速高达6000rpm至8000rpm，高桨盘转速导致涵道体内的气流流速增加，涵道体内绝大部分时间工作于负压区，涵道外大气压会从外面挤压涵道，桨间间隙是一个很小的数，挤压涵道后，若涵道刚度不够大，会使桨间间隙减小，从而当无人机飞行时，螺旋桨旋转会发生干涉，出现安全问题。因此，涵道体的刚度特性是消除系统安全隐患与维持涵道结构良好的气动特性的关键之处。综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术的纵列式双涵道式无人机的涵道是单纯的桶型结构，里面布有螺旋桨等装置，而要使得涵道刚度高，则质量就会偏大，并且由于涵道是复合材料成型的，其本身并没有很高的精度；在一定程度上造成加工精度带来的误差，不能保证桨间间隙这一重要参数，从而不能保证纵列式双涵道无人机的飞行。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种具有超高刚度质量比的可调式涵道系统。本专利技术是这样实现的，一种具有超高刚度质量比的可调式涵道系统，设置有两套可调式涵道装置；所述两套可调式涵道装置通过固定杆对称的布置在纵列式双涵道无人机两侧；所述可调式涵道装置的涵道上拉结有多个网格拉线网。进一步，可调式涵道装置的涵道上进气口拉结有纵横交错的拉线构成的第一网格拉线网；纵拉线和横拉线的一端焊接在进气口上；纵拉线和横拉线的另一端穿过涵道后分别通过螺纹连接对应位置的第一调节拉线装置；所述第一调节拉线装置通过螺栓分别固定在进气口的纵横位置；所述涵道内中部拉结有纵横交错的拉线构成的第二网格拉线网；涵道出气口上拉结有纵横交错的拉线构成的第三网格拉线网；纵拉线和横拉线的一端焊接在出气口上；纵拉线和横拉线的另一端穿过涵道后分别通过螺纹连接对应位置的第二调节拉线装置；所述第二调节拉线装置通过螺栓固定在出气口的纵横位置。进一步，所述涵道的进气口内容纳有上螺旋桨；上螺旋桨与涵道边处距离有桨间间隙；第一网格拉线网形状为四边形；所述上螺旋桨位于第一网格拉线网下端；第一调节拉线装置为两个，用于分别调节纵拉线和横拉线的长度，当出现桨间间隙不在要求范围内，利用调节第一调节拉线装置进行调节，使得桨间间隙回到正常范围。进一步，所述涵道中间贯通有支撑杆；所述支撑杆通过焊接的肋板与涵道内壁连接；所述第二网格拉线网的横拉线连接支撑杆与涵道内壁；第二网格拉线网的一部分纵拉线连接肋板；第二网格拉线网的另一部分纵拉线首尾连接在涵道内壁上。进一步，所述涵道的扩散口处容纳有下螺旋桨；所述第二调节拉线调节装置为两个，用于微调涵道形状，使下螺旋桨桨间间隙在正常范围内。本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术提供了一种增加涵道刚度的网格拉线，从而提高纵列式双涵道无人机涵道的刚度。在涵道内布置可调节网格形式拉线，如同自行车辐条，可以在不增加涵道质量的情况下能够增加涵道刚度，使得该无人机系统的质量减轻，刚度质量比变大，更有益于该无人机飞行作业，并且使得桨间间隙能够在规定的安全区间内并且通过调节装置进行微调。使得在无人机正常工作时，不会出现由于涵道变形产生的安全隐患。拉线长度可以进行调节，对涵道形状进行微调，弥补涵道的加工精度的不足，并且保证桨间间隙这一重要气动参数在正常数值。通过涵道网格拉线，该纵列式双涵道无人机能够获得一定刚度的支撑，并且无人机能够始终保证合适的气动参数上飞行作业。本专利技术的对象为纵列双涵道式无人机，该结构包含两个旋向相反的螺旋桨，负责提供升力和俯仰力矩的主涵道，由于涵道的包围，相对于开放式旋翼结构，其运转噪声大大减小，涵道的保护作用使得螺旋桨不与周围环境相接触，提高了飞机安全性，此外由于涵道入口形成的负压会贡献一部分拉力，因而在相同功率下涵道风扇会产生升力的效率更高。现有技术的纵列式双涵道式无人机的涵道是单纯的桶型结构，里面布有螺旋桨等装置，由于涵道刚度要求高，而要使得涵道刚度高，则质量就会偏大，本专利技术采用网格拉线会使得刚度质量比提高百分之五十以上；并且由于涵道是复合材料成型的，其本身并没有很高的精度。而本专利技术在涵道内布置拉线，可以在质量较轻的情况下也能增加刚度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的具有超高刚度质量比的可调式涵道系统示意图。图2是本专利技术实施例提供的进气口第一网格拉线网示意图。图3是本专利技术实施例提供的涵道中间部分剖面图。图4是本专利技术实施例提供的涵道中间部位的主视图。图5是本专利技术实施例提供的涵道扩散口的第三网格拉线网示意图。图6是本专利技术实施例提供的涵道中间部位的立体图。图中：1、上螺旋桨；2、第一网格拉线网；3、第一调节拉线装置；4、支撑杆；5、第二网格拉线网；5-1、第二网格拉线网的横拉线；5-2、第二网格拉线网的纵拉线；6、肋板；7、第三网格拉线网；8、扩散口；9、进气口；10、第二调节拉线调节装置；11、下螺旋桨；12、涵道；13、控制器；14、纵列式双涵道无人机；15、可调式涵道装置。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术联想到自行车轮会通过安装辐条使得其刚度质量比增加，不易变形，所以在涵道内布置类似自行车轮辐条的拉线，从而使得涵道刚度质量比增加，并且设计该拉线长度可以进行调节，当桨间间隙不准确时，可以通过拉线调节。由于尼龙具有机械强度高，有韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。其拉伸强度高于金属，压缩强度与金属不相上下，耐疲劳性能突出、耐磨、耐腐蚀、优良的电气性能并且具有自熄性，无毒，无臭，对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌抗霉能力。所以基于这些优点，拉线材料采用尼龙。避免干涉涵道内部件的工作，并且涵道进气口处、扩散口处有螺旋桨，为保持桨间间隙，所以在涵道进气口和扩散口两个地方进行拉线，涵道中间是支撑螺旋桨部位，所以在中间位置进行拉线。由于网格结构空间刚度大，整体性和稳定性好，适用于各种支撑条件和各种平面形状，所以拉线拉成网格形状。由于在各个多边形中，四边形的承力能力强，所以拉线形成的大多数网格为四边形。对于进气口处，由于不能干涉螺旋桨工作，网格拉成平面形式。下面结合附图及工作原理对本专利技术作进一步描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的具有超高刚度质量比的可调式涵道系统，设置有两套可调式涵道装置15；所述两套可调式涵道装置通过固定杆对称的布置在纵列式双涵道无人机两侧；所述可调式涵道装置的涵道上拉结有多个网格拉线网；所述两套可调式涵道装置还位于纵列式双涵道无人机14的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有超高刚度质量比的可调式涵道系统，其特征在于，所述具有超高刚度质量比的可调式涵道系统设置有两套可调式涵道装置；所述两套可调式涵道装置通过固定杆对称的布置在纵列式双涵道无人机两侧；所述可调式涵道装置的涵道上拉结有多个网格拉线网。

【技术特征摘要】
1.一种具有超高刚度质量比的可调式涵道系统，其特征在于，所述具有超高刚度质量比的可调式涵道系统设置有两套可调式涵道装置；所述两套可调式涵道装置通过固定杆对称的布置在纵列式双涵道无人机两侧；所述可调式涵道装置的涵道上拉结有多个网格拉线网。2.如权利要求1所述的具有超高刚度质量比的可调式涵道系统，其特征在于，所述可调式涵道装置的涵道上的进气口拉结有纵横交错的拉线构成的第一网格拉线网；纵拉线和横拉线的一端焊接在进气口上；纵拉线和横拉线的另一端穿过涵道后分别通过螺纹连接对应位置的第一调节拉线装置；所述第一调节拉线装置通过螺栓分别固定在进气口的纵横位置；所述涵道内中部拉结有纵横交错的拉线构成的第二网格拉线网；涵道出气口上拉结有纵横交错的拉线构成的第三网格拉线网；纵拉线和横拉线的一端焊接在出气口上；纵拉线和横拉线的另一端穿过涵道后分别通过螺纹连接对应位置的第二调节拉线装置；所述第二调节拉线装置通过螺栓固定在出气口的纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：林露，徐彬，项昌乐，马越，张一博，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11