一种飞行器制造技术

本实用新型专利技术提供一种飞行器，其中，可伸缩机翼包括：固定段、第一伸缩段、第二伸缩段、第一机翼伸缩模块、第二机翼伸缩模块；机翼间距调节模块包括伸缩单元组、动力单元；飞行器包括机身、可伸缩机翼组、垂直起降模块组、副翼组和机翼间距调节模块组。本实用新型专利技术消除了常规复合翼存在的“死重”不足，气动效率高；本实用新型专利技术的操纵力矩在垂直起降、平飞和转换时充足，飞行稳定，抗风性好；本实用新型专利技术可在发动机、螺旋桨和副翼部分失效时仍进行可控飞行，可靠性好；本实用新型专利技术的机翼展弦比和机翼间距均可无级调整，提高了控制能力。提高了控制能力。提高了控制能力。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器


[0001]本技术涉及航空
，特别涉及一种飞行器。

技术介绍

[0002]垂直起降飞行器能够垂直起飞和降落，不需要机场和跑道支持，可以在任何地点起降执行任务，在电力巡检、环保监控、物流运输等众多领域有广泛的应用需求。但是常规的直升机方式控制复杂，飞行时间和航程不理想，特别是复杂的气动机构和控制方法导致其事故率很高；倾转旋翼机部分改善了直升机的固有缺点，相比直升机，其飞行时间和航程有了较大的提高，但倾转旋翼机在垂直起飞转平飞阶段升力和推力耦合且常常无法满足控制需要，特别是有外界风扰或执行扰动比较大的任务时这种缺点常导致失事事故发生；近年来发展起来一类新型的尾座式复合翼垂直起降固定翼飞行器，它在垂直起降时利用多个旋翼提供升力和控制力矩，然后在固定翼螺旋桨的推动下转为固定翼平飞模式，相比直升机和倾转旋翼机控制简单、飞行稳定，但垂直起降和平飞由两套动力系统独立工作，这样造成“死重”过大，严重限制了该类无人机的技术能力。
[0003]如申请号为201811618297.2的专利申请给出了一种启动、发电一体的垂直起降无人机，通过机体前部设置有螺旋桨推进发动机、机体两侧机翼分别安装控制机体垂直升降的电动垂直旋翼桨来实现垂直起降和平飞，另外，电机为驱动、发电一体，提高无人机性能。但该方案除了有常规复合翼的“死重”缺点，其机体两侧的垂直旋翼在平飞阶段做发电时旋翼在旋转的360度内会由于高速平飞造成气动力大幅度周期变化，影响发电性能。
[0004]如申请号为202011133841.1的专利申请给出了一种三旋翼尾座式垂直起降无人机，通过设置两个翼尖旋翼和一个矢量旋翼形成三旋翼，三旋翼和舵面实现垂飞模式、平飞模式、垂飞到平飞过渡模式和平飞到垂飞过渡模式这四种无人机的飞行模式。该方案在垂飞阶段矢量旋翼旋转平面和翼尖旋翼旋转平面不在一个平面且距离较远，因此姿态控制能力弱，另外在平飞阶段仅靠副翼控制俯仰通道的控制能力也不足。
[0005]如申请号为202011182422.7的专利申请给出了一种四发双旋臂垂直起降无人机及其飞行控制方法，通过在两侧机翼前缘各设置一组含两个螺旋桨的旋翼臂，在飞行过程中旋转90度，垂直起降，降低了对起飞或回收场地的要求。该方案在垂直起降阶段旋翼臂的两个螺旋桨对内襟副翼和外襟副翼上的气动影响不一致且时变，增加了垂直起降阶段的控制难度，另外，其两个内襟副翼、两个外襟副翼、两个平尾、两个垂尾在垂直阶段对外界风扰影响敏感，进一步降低了垂直起降性能。
[0006]如申请号为201711299695.8的专利申请给出了一种能够折叠的机翼，通过柔性蒙皮和伸缩杆实现机翼伸缩长度的无级调节，在固定部分翼设置了副翼进行姿态控制。但该方案中折叠部分翼未完全展开时，折叠部分翼气动外形受到影响，极大地降低了整机的气动性能；且副翼设在固定部分翼，靠近机身，操纵力臂较短，控制性能差。
[0007]如申请号为201911356668.9的专利申请给出了一种可变体无人机，通过安装齿轮齿条传动机构对外段机翼进行伸缩。但该方案所需起降场地大，且没有副翼和垂尾，在水平
飞行时的控制稳定性不好。

技术实现思路

[0008]本技术为解决上述问题，提供一种飞行器。
[0009]为实现上述目的，本技术采用以下具体技术方案：
[0010]一种飞行器，包括机身，还包括可伸缩机翼组、用于提供动力的垂直起降模块组、用于实现转向的副翼组和用于连接机身与可伸缩机翼组的机翼间距调节模块组；
[0011]机翼间距调节模块组包括第一机翼间距调节模块和第二机翼间距调节模块，第一机翼间距调节模块和第二机翼间距调节模块相对机身对称分布，并与机身固定连接；
[0012]可伸缩机翼组包括第一可伸缩机翼和第二可伸缩机翼，第一可伸缩机翼和第二可伸缩机翼相对机身对称分布，第一机翼间距调节模块和第二机翼间距调节模块的两端分别与第一可伸缩机翼和第二可伸缩机翼固定连接，第一机翼间距调节模块和第二机翼间距调节模块进行同步伸缩，调节第一可伸缩机翼与第二可伸缩机翼之间的距离；
[0013]垂直起降模块组包括四个结构相同的垂直起降模块，垂直起降模块包括用于提供升力的螺旋桨和驱动螺旋桨旋转的发动机，四个垂直起降模块分别固定在第一可伸缩机翼和第二可伸缩机翼的两端；
[0014]副翼组固定在第一可调节机翼和第二可调节机翼的表面，且相对机身对称分布。
[0015]优选地，第一可伸缩机翼和第二可伸缩机翼的结构相同，分别包括固定段、相对固定段对称的第一伸缩段和第二伸缩段、用于驱动第一伸缩段进行伸缩的第一机翼伸缩模块、用于驱动第二伸缩段进行伸缩的第二机翼伸缩模块；
[0016]第一伸缩段和第二伸缩段的形状均与固定段的中空区域的形状相适配；第一机翼伸缩模块的两端分别与固定段和第一伸缩段固定连接，通过第一机翼伸缩模块驱动第一伸缩段的局部区域在固定段的中空区域伸缩；
[0017]第二机翼伸缩模块的两端分别与固定段和第二伸缩段固定连接，通过第二机翼伸缩模块驱动第二伸缩段的局部区域在固定段的中空区域伸缩。
[0018]优选地，第一机翼伸缩模块和第二机翼伸缩模块的结构相同，分别包括动力单元、蜗杆、蜗轮、连杆；
[0019]动力单元的输出端与蜗杆固定连接，蜗杆与蜗轮啮合，连杆的一端与蜗轮固定连接，连杆的另一端与第一伸缩段或第二伸缩段固定连接；
[0020]通过动力单元驱动蜗杆进行旋转，带动蜗轮进行直线运动，蜗轮带动连杆进行伸缩运动，进而带动第一伸缩段或第二伸缩段进行伸缩。
[0021]优选地，第一机翼伸缩模块和第二机翼伸缩模块的相同结构还包括用于固定第一机翼伸缩模块和第二机翼伸缩模块的基板；基板的形状与固定段的表面的形状相适配，并与固定段的表面固定连接，第一机翼伸缩模块和第二机翼伸缩模块的动力单元均与基板固定连接。
[0022]优选地，副翼组包括四个固定段副翼、四个伸缩段副翼和八个用于控制固定段副翼和伸缩段副翼的舵机；四个固定段副翼和对应的舵机分别固定在第一可伸缩机翼和第二可伸缩机翼的固定段的表面，且相对机身对称分布；四个伸缩段副翼和对应的舵机分别固定在第一可伸缩机翼的第一伸缩段和第二伸缩段以及第二可伸缩机翼的第一伸缩段和第
二伸缩段的表面，且相对机身对称分布；固定段副翼在第一可伸缩机翼和第二可伸缩机翼的第一伸缩段和第二伸缩段处于收缩状态时作为副翼使用，在第一可伸缩机翼和第二可伸缩机翼的第一伸缩段和第二伸缩段处于伸长状态时作为襟翼使用。
[0023]优选地，第一机翼间距调节模块和第二机翼间距调节模块的结构相同，分别包括用于调节机翼间距的伸缩单元组、用于驱动伸缩单元组进行伸缩的动力单元；
[0024]伸缩单元组包括第一伸缩单元和第二伸缩单元；第一伸缩单元与第一可伸缩机翼的固定段连接，第二伸缩单元与第二可伸缩机翼的固定段连接，通过动力单元带动第一伸缩单元和第二伸缩单元进行伸缩，调节第一可伸缩机翼与第二可伸缩机翼之间的距离。
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行器，包括机身，其特征在于，还包括可伸缩机翼组、用于提供动力的垂直起降模块组、用于实现转向的副翼组和用于连接机身与所述可伸缩机翼组的机翼间距调节模块组；所述机翼间距调节模块组包括第一机翼间距调节模块和第二机翼间距调节模块，所述第一机翼间距调节模块和所述第二机翼间距调节模块相对所述机身对称分布，并与所述机身固定连接；所述可伸缩机翼组包括第一可伸缩机翼和第二可伸缩机翼，所述第一可伸缩机翼和所述第二可伸缩机翼相对所述机身对称分布，所述第一机翼间距调节模块和所述第二机翼间距调节模块的两端分别与所述第一可伸缩机翼和所述第二可伸缩机翼固定连接，所述第一机翼间距调节模块和所述第二机翼间距调节模块进行同步伸缩，调节所述第一可伸缩机翼与所述第二可伸缩机翼之间的距离；所述垂直起降模块组包括四个结构相同的垂直起降模块，所述垂直起降模块包括用于提供升力的螺旋桨和驱动所述螺旋桨旋转的发动机，四个所述垂直起降模块分别固定在所述第一可伸缩机翼和所述第二可伸缩机翼的两端；所述副翼组固定在第一可调节机翼和第二可调节机翼的表面，且相对所述机身对称分布。2.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述第一可伸缩机翼和第二可伸缩机翼的结构相同，分别包括固定段、相对所述固定段对称的第一伸缩段和第二伸缩段、用于驱动所述第一伸缩段进行伸缩的第一机翼伸缩模块、用于驱动所述第二伸缩段进行伸缩的第二机翼伸缩模块；所述第一伸缩段和所述第二伸缩段的形状均与所述固定段的中空区域的形状相适配；所述第一机翼伸缩模块的两端分别与所述固定段和所述第一伸缩段固定连接，通过所述第一机翼伸缩模块驱动所述第一伸缩段的局部区域在所述固定段的中空区域伸缩；所述第二机翼伸缩模块的两端分别与所述固定段和所述第二伸缩段固定连接，通过所述第二机翼伸缩模块驱动所述第二伸缩段的局部区域在所述固定段的中空区域伸缩。3.如权利要求2所述的飞行器，其特征在于，所述第一机翼伸缩模块和所述第二机翼伸缩模块的结构相同，分别包括动力单元、蜗杆、蜗轮、连杆；所述动力单元的输出端与所述蜗杆固定连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述连杆的一端与所述蜗轮固定连接，所述连杆的另一端与所述第一伸缩段或所述第二伸缩段固定连接；通过所述动力单元驱动所述蜗杆进行旋转，带动所述蜗轮进行直线运动，所述蜗轮带动所述连杆进行伸缩运动，进而带动所述第一伸缩段或所述第二伸缩段进行伸缩。4.如权利要求3所述的飞行器，其特征在于，所述第一机翼伸缩模块和所述第二机翼伸缩模块的相同结构还包括用于固定所述第一机翼伸缩模块和所述第二机翼伸缩模块的基板；所述基板的形状与所述固定段的表面的形状相适配，并与所述固定段的表面固定连接，所述第一机翼伸缩模块和所述第二机翼伸缩模块的动力单元均与所述基板固定连接。5.如权利要求2
‑
4中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述副翼组包括四个固定段副翼、四个伸缩段副翼和八个用于控制所述固定段副翼和所述伸缩段副翼的舵机；四个所述固定段副翼和对应的所述舵机分别固定在所述第一可伸缩机翼和所述第二可伸缩机翼的
固定段的表面，且相对所述机身对称分布；四个所述伸缩段副翼和对应的舵机分别固定在所述第一可伸缩机翼的第一伸缩段和第二伸缩段以及所述第二可伸缩机翼的第一伸缩段和第二伸缩段的表面，且相对所述机身对称分布；所述固定段副翼在所述第一可伸缩机翼和所述第二可伸缩机翼的第一伸缩段和第二伸缩段处于收缩状态时作为副翼使用，在所述第一可伸缩机翼和所述第二可伸缩机翼的第一伸缩段和第二伸缩段处于伸长状态时作为襟翼使用。6.如权利要求2
‑
4中任一项所述的飞行器，其特征在于，所述第一机翼间距调节模块和所述第二机翼间距调节模块的结构相同，分别包括用于调节机翼间距的伸缩单元组、用于驱动所述伸缩单元组进行伸缩的动力单元；所述伸缩单元组包括第一伸缩单元和第二伸缩单元；所述第一伸缩单元与所述第一可伸缩机翼的固定段连接，所述第二伸缩单元与所述第二可伸缩机翼的固定段连接，通过所述动力单元带动所述第一伸缩单元和所述第二伸缩单元进行伸缩，调节所述第一可伸缩机翼与所述第二可伸缩机翼之间的距离。7.如权利要求6所述的飞行器，其特征在于，所述第一伸缩单元包括第一齿条和第一导轨，所述第一齿条沿所述第一导轨做直线运动，所述第一齿条的一端与所述第一可伸缩机翼的固定段连接；所述第二伸缩单元包括第二齿条和第二导轨，所述第二齿条沿所述第二导轨做直线运动，所述第二齿条的一端与所述第二可伸缩机翼的固定段连接；所述动力单元包括动力电机和动力齿轮，所述动力齿轮套装在所述动力电机的输出轴上，且所述动力齿轮与所述第一齿条和所述第二齿条啮合，通过所述动力电机驱动所述动力齿轮进行旋转，带动所述第一齿条和所述第二齿条做反向运动，调节所述第一可伸缩机翼与所述第二可伸缩机翼之间的距离。8.如权利要求7所述的飞行器，其特征在于，所述第一机翼间距调节模...

【专利技术属性】
技术研发人员：白越，乔正，裴信彪，贾平，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：新型
国别省市：