多自由度极限动能扑翼飞机制造技术

本发明专利技术提供一种多自由度极限动能扑翼飞机，包括机身、动力系统、侧翼、尾翼、伸缩杆，动力系统置于机身内，侧翼对称的设置在机身的两侧，侧翼通过固定杆与机身连接，伸缩杆一端与侧翼中部的伸缩杆固定架活动连接，另一端与机身活动连接；动力系统为伸缩杆传输动力；侧翼向上运动时其所受空气阻力小于侧翼向下运动时其所受空气阻力。本发明专利技术所提供的多自由度极限动能扑翼飞机结构新颖，具有扑动和前后掠动两个自由度，具有气动效率高和机动性强的优势。势。势。

【技术实现步骤摘要】
多自由度极限动能扑翼飞机


[0001]本专利技术涉及低速航空领域，尤其是一种多自由度极限动能扑翼飞机。

技术介绍

[0002]无人飞行器最早始于20世界40年代，随着科技发展，近些年来无人飞行器在现代社会起着越来越重要的作用，根据科学家以及工程师们的不断研究，未来的飞行器总体设计期望趋向于小巧化，灵活化。
[0003]扑翼飞机是通过模拟昆虫及鸟类扑翼飞行方式而设计制造的具有仿生特性的一类无人飞行器，具有质量轻、机动性强、能耗低、蔽性强等显著优点，在军用及民用领域都具有广泛的应用前景，已经成为无人飞行器领域研究的一个新热点。
[0004]昆虫或鸟类飞行时翅膀运动形式十分复杂，但可以简化为上下扑动、扭转和前后掠动三种基本运动形式，即自然界的昆虫或鸟类具有三自由度的运动模式；扑翼飞机若仅可以上下扑动，即为单自由度的扑翼飞机，若在单纯上下扑动的基础上，加入扭转或前后掠动的运动形式即为多自由度扑翼飞机。多自由度扑翼飞机相较单自由度飞行器无疑在机动性等方面有较大的优势。
[0005]已知的扑翼飞机大部分为单自由度飞行器，仅仅具有扑动的运动形式，在进行转向时几乎无法良好操控。因此性能更好的多自由度扑翼飞行器越来越受到人们的青睐。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题就是在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多自由度极限动能扑翼飞机。
[0007]为实现上述目的，本申请提供了一种多自由度极限动能扑翼飞机，包括机身、动力系统、侧翼、尾翼、伸缩杆，所述动力系统置于机身内，所述侧翼对称的设置在机身的两侧，所述侧翼通过固定杆与所述机身连接，伸缩杆一端与侧翼中部的伸缩杆固定架连接，另一端与机身活动连接；所述动力系统为伸缩杆传输动力；所述侧翼向上运动时其所受空气阻力极限小于侧翼向下运动时其所受空气阻力。
[0008]所述侧翼包括网格型翼框、网片、羽片组、转轴、万向轴，将翼框整体覆盖的网片及，固定于翼框的网格上的羽片组；所述网片与所述羽片组分别固定在所述翼框的两面上形成侧翼，所述转轴与侧翼根部的翼框外边缘连接；所述转轴中间是万向轴，所述万向轴能使转轴做轴向运动和径向运动。翼框网格上覆盖网片，网片为1-3cm见方的碳素编织网。覆盖网片的一面为机翼的顶面，固定羽片组一面为机翼的底面，顶面朝上，底面朝下。
[0009]本专利技术中的动力系统为汽油机、液压泵、液压控制器。伸缩杆及伸缩调节杆均为带有液压接口的液压伸缩杆。伸缩杆及伸缩调节杆的两端均为活动连接。液压控制器控制液压泵的液压传输使液压伸缩杆伸缩，即伸缩杆做伸缩运动。当扑翼飞机开始运行时，首先由通过为汽油机带动液压泵，通过液压控制器控液压传输使伸缩杆做伸缩运动，伸缩杆伸缩时侧翼以根部的转轴为轴转动，完成上、下扑动的动作。
[0010]更进一步的，所述尾翼与所述侧翼的结构相同，顶面朝上，底面朝下。所述尾翼设置在机身尾部，固定杆一端与所述万向轴连接，另一端穿过机身开孔与机身内的转向器相连，伸缩杆一端与尾翼中部的伸缩杆固定架活动连接，另一端穿过机身尾部开孔与固定杆连接。尾翼通过机体尾部的转换器调整翼面方向，能以固定杆为轴做出飞机航行所需要的转向。转向器包括垂直于水平面的从动齿轮和带动从动齿轮转动的主动齿轮。固定杆一端连接尾翼根部的转轴上的万向轴，一端通过机身开孔与从动齿轮固定连接。伸缩杆一端与尾翼中部的伸缩杆固定架活动连接，另一端穿过机身尾部开孔与固定杆通过连接杆连接，固定杆与连接杆固定连接，伸缩杆与连接杆是活动连接。尾翼转向时，主动齿轮转动，带动从动齿轮转动，从而带动固定杆转动，则尾翼的方向改变。尾翼翼面呈垂直状态时，伸缩杆在动力系统的控制下伸缩从而使尾翼摆动，通过尾翼的摆动控制飞机航行方向。尾翼的存在能够更好的控制飞机的平衡。也能增加飞机的飞行速度。
[0011]机翼根据机身大小及负重的多少设计相应的面积。
[0012]更进一步的，所述固定杆一端固定于机身，另一端与所述万向轴连接，所述固定杆靠近机体部分活动连接有伸缩调节杆，所述伸缩调节杆另一端与所述转轴活动连接。可伸缩调节杆上带有液压接口与液压传输系统连接。液压传输使伸缩调节杆伸缩运动，伸缩调节杆带动转轴移动，使侧翼完成向前倾斜或者向后倾斜的掠动动作，使得飞机像鸟儿一样具有向前或向后等灵活的飞行模式。
[0013]更进一步的，所述羽片组包扩羽片框，方形羽片，羽片轴，羽片的一边固定在羽片轴上，羽片轴的两端固定在羽片框上。
[0014]更进一步的，所述羽片为柔性材料制成，并且能绕羽片轴转动。
[0015]羽片轴为轻质具有一定柔性的材料，例如细的碳素管。羽片为长方形，一般长度为70-100cm,宽度为5-15cm，羽片长边与羽片轴粘接，羽片能够绕羽片轴转动。羽片轴的两端固定在羽片框上。多个羽片依次紧密排列将羽片框覆盖。
[0016]当伸缩杆收缩使机翼向下扑动时，空气阻力及使羽片向上运动，由于网片的阻挡使羽片都舒展开贴紧网片，整个侧翼形成闭合的挡板，产生较大的阻力，也就是为飞机提供升力。煽动越快升力迅速增大。当伸缩杆伸长使机翼向上运动时，空气阻力及使羽片远离网片，机翼成为网状的框架，机翼向上的阻力变得极小。机翼向上运动时所受阻力极限小于其向下扑动时所受的阻力。如此往复，所产生巨大的阻力差就是飞机上升的动力。
[0017]更进一步的，所述侧翼和尾翼的翼框上并列3根以上龙骨，所述龙骨的纵截面是直角三角形。
[0018]龙骨的作用是加固机翼，龙骨的数量与大小根据机翼的面积大小确定。龙骨的短直角边固定在机翼根部的转轴上，长直角边端面与机翼的翼框网格固定。
[0019]更进一步的，所述伸缩杆固定架的纵断面为等腰三角形。伸缩杆固定架与转轴平行横跨龙骨安装。
[0020]更进一步的，所述龙骨或伸缩杆固定架为碳素板或者钛合金板。
[0021]通过动力系统控制伸缩调节杆的伸缩，达到翅膀前倾或后仰，使得飞机前进或悬停。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术最极限地、尽可能的利用翅膀煽动时的阻力差，提升飞机飞行能力。此后
只有翅膀形状及质量和动力系统上的改进。扑翼阻力差是目前所有扑翼飞机的几十甚至上百倍。
[0024]2、本专利技术在目前的科技产品状态下，完全能制造出载人载货的实体中型飞机，替代目前存在的螺旋桨式直升机。
[0025]3、本专利技术进一步可以通过精密设计，电脑控制制造出一款适合人类个体的飞行器，达到如同老鹰般空中自由飞行，在天空中可悬停，可极速转向，可降落在房屋横顶，可降落在房前屋后任意空地，可想而知，能够根本解决人类交通难题。
[0026]4、本专利技术的优点是结构新颖，具有扑动和前后掠动两个自由度，改善了飞行器的气动性能，具有气动效率高和机动性强的优势。
附图说明
[0027]图1本专利技术结构示意图
[0028]图2为本专利技术动力系统示意图
[0029]图3为侧翼结构示意图
[0030]图4为本专利技术侧翼及羽片组示意图...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多自由度极限动能扑翼飞机，其特征在于：包括机身、动力系统、侧翼、尾翼、伸缩杆，所述动力系统置于机身内，所述侧翼对称的设置在机身的两侧，所述侧翼通过固定杆与所述机身连接，伸缩杆一端与侧翼中部的伸缩杆固定架活动连接，另一端与机身活动连接；所述动力系统为伸缩杆传输动力；所述侧翼向上运动时其所受空气阻力小于侧翼向下运动时其所受空气阻力。2.根据权利要求1所述的多自由度极限动能扑翼飞机，其特征在于：所述侧翼包括网格型翼框、羽片组、转轴、万向轴，将翼框整体覆盖的网片；所述网片与所述羽片组分别固定在所述翼框的两面上形成侧翼，所述转轴与侧翼根部的翼框外边缘连接；所述转轴中间是万向轴，所述万向轴能使转轴做轴向运动和径向运动。3.根据权利要求2所述的多自由度极限动能扑翼飞机，其特征在于，所述尾翼与所述侧翼的结构相同；所述尾翼设置在机身尾部，固定杆一端与所述万向轴连接，另一端穿过机身开孔与转向器相连，伸缩杆一端与尾翼中部的伸缩杆固定架活动连...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹长才，曹立仕，韩丽，
申请(专利权)人：曹长才，
类型：发明
国别省市：