一种具有重心调节功能的可变气动布局飞行器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有重心调节功能的可变气动布局飞行器，包括机身、机翼、副翼、尾翼、推进螺旋桨及重心调节机构；所述机翼为可变展长和变后掠的伸缩机翼，设置在机身中部的左右两侧；所述副翼设置在外侧机翼的后缘处；所述尾翼为倒V型尾翼，可折叠在机身中后段的侧面；所述推进螺旋桨设置在机身尾部，可折叠收放在机身中后段的凹槽处；所述重心调节机构，以电池作为配重块，安装在机身内部；本发明专利技术飞行器能够减小空中飞行的阻力，具有低速巡航和高速跟踪的能力，保证飞行的稳定性。保证飞行的稳定性。保证飞行的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有重心调节功能的可变气动布局飞行器


[0001]本专利技术属于飞行器
，尤其涉及一种具有重心调节功能的可变气动布局飞行器。

技术介绍

[0002]变体无人机是近年来诞生的一种新型的兼具侦查监视与末端毁伤能力的飞行器。该飞行器的工作模式分为发射管折叠收纳模式、大展弦比巡航模式、小展弦比变后掠跟踪模式、末端大后掠角攻击毁伤模式，可以根据任务需求在各种工作模式之间进行转换。
[0003]无人飞行器可用于执行战场侦察监视、定位校射、毁伤评估、电子战等多种任务，与传统固定翼飞行器相比，适于发射管投放部署的变体飞行器具备体积小、便携性好、毁伤精度高等多种优点，可通过直升机空射或地面发射车发射的方式快速投放到作战区域上空执行任务，尤其适合两栖登陆作战、城市环境作战、多机协同集群等方面。
[0004]目前国内外变体飞行器多以“弹簧刀”无人机的构型作为参考，采用前后双翼折叠的设计方案，巡航状态机翼展弦比小、尾翼面积大，导致飞行过程中存在阻力大、能耗高、巡航时间短、作战半径小等诸多问题，无法执行长时间、远距离的侦查监视任务，战场环境适应能力差；另外，现有折叠翼变体飞行器的机翼多采用扭簧打开并锁定位置的设计方案，难以进行宽速域的变体飞行，无法跟踪地面或海面高速移动目标，同时导致在末端攻击目标时飞行速度低、机动性差，易被防空火力拦截，严重限制了管式发射飞行器执行任务的能力。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种具有重心调节功能的可变气动布局飞行器，解决现有管式发射折叠翼变体飞行器存在的能耗高、巡航时间短、航程短、飞行速域小、战场环境适应能力差等问题。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0007]一种具有重心调节功能的可变气动布局飞行器，包括机身、机翼、副翼、尾翼、推进螺旋桨及重心调节机构；其特征在于：
[0008]所述机翼为可变展长和变后掠的伸缩机翼，设置在机身中部的左右两侧；
[0009]所述副翼设置在外侧机翼的后缘处；
[0010]所述尾翼为倒V型尾翼，可折叠在机身中后段的侧面；
[0011]所述推进螺旋桨设置在机身尾部，可折叠收放在机身中后段的凹槽处；
[0012]所述重心调节机构，以电池作为配重块，安装在机身内部。
[0013]本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0014](1)在可变气动布局设计方面，采用折叠后呈圆柱型的气动布局方式，可通过直升机空射、地面发射车发射或舰艇炮射的方式快速投放到作战区域上空执行任务，实现发射方式的多样性，同时大大减小空中飞行的阻力。
[0015](2)在轻量化和小型化设计方面，采用碳纤维、玻璃纤维等高强度、高质量比的材料来成型非常规的新型抗压机体，使得飞行器在重量和强度之间能够保持很好的平衡性。伸缩机翼采用内外侧机翼嵌套设计，减小了飞行器体积及其起飞时所需的空间，同时减轻了飞行器重量，符合飞行器轻量化的发展趋势。为了实现飞行器的小型化，同时对机翼、尾翼、螺旋桨的布置及变形形式进行优化；机翼收缩后掠90度，左右两侧机翼可重叠收置于机身中后段的上方；尾翼绕固定轴旋转折叠后紧贴机身两侧；螺旋桨的两个桨叶可分别收置于机身中后段的上下两个凹槽内；当三者同时折叠收放后呈圆柱型，有利于无人飞行器的存储、携带和管式发射。
[0016](3)在多模式转换方面，由于飞行器在各种飞行模式下的飞行状况不同，采用预加载的扭簧使尾翼快速展开，实现从折叠状态到飞行状态的快速转换；大展弦比模式通过控制展弦比，实现长时间巡航；小展弦比变后掠模式同时控制展弦比和后掠角，实现同步追踪；末端大后掠角模式通过机翼的旋转角度来控制后掠角，实现末端攻击提速，在本专利技术方案中，机翼在驱动机构的作用下转动，对称地改变机翼后掠角的大小，使得飞行器具有低速巡航和高速跟踪的能力。
[0017](4)设计了重心调节机构，常规变后掠飞行器在机翼由小后掠角变到大后掠角位置时，机翼气动中心比重心后移得多，严重影响飞行器的纵向平衡，本专利技术设计的机构中，电池设置在底座上，即作为动力源，又作为配重块；舵机固定在平台上，通过联轴器将动力输出传递给丝杠，丝杠螺母与丝杠配合，与底座固定连接；丝杠螺母沿丝杠轴向移动，带动电池沿机身轴向平移，在机翼变后掠的过程中，电池前后移动来调整飞行器重心，保证飞行的纵向稳定性。
附图说明
[0018]图1是本专利技术发射管折叠收纳模式的结构示意图。
[0019]图2是本专利技术大展弦比巡航模式的结构示意图。
[0020]图3是本专利技术小展弦比变后掠跟踪模式的结构示意图。
[0021]图4是本专利技术末端大后掠角攻击毁伤模式的结构示意图。
[0022]图5是重心调节机构的位置示意图。
[0023]图6是后掠驱动机构的装配示意图。
[0024]图7是重心调节机构的装配示意图。
[0025]图8是丝杠及丝杠螺母的安装示意图。
[0026]图9是电池的安装及运动示意图。
[0027]其中：1
‑
机身、2
‑
内侧机翼、3
‑
外侧机翼、4
‑
副翼、5
‑
尾翼、6
‑
柔性整流罩、7
‑
螺旋桨、
Ⅰ‑
后掠驱动机构、
Ⅱ‑
重心调节机构、11
‑
大舵机、12
‑
弹性联轴器、13
‑
蜗杆、14
‑
蜗轮、21
‑
舵机、22
‑
联轴器、23
‑
丝杠、24
‑
丝杠螺母、25
‑
底座、26
‑
电池、27
‑
滑轨、28
‑
平台、29
‑
轴承座、30
‑
轴承
具体实施方式
[0028]下面结合附图及具体实施对本专利技术做进一步的介绍。
[0029]如图1所示，本专利技术的一种具有重心调节功能的可变气动布局飞行器，包括机身1、
一对可变展长和变后掠的伸缩机翼(内侧机翼2和外侧机翼3)、一对副翼4、倒V型尾翼5、柔性整流罩6和推进螺旋桨7。机身1采用折叠后呈圆柱型的外形布局，一对可变展长和变后掠的伸缩机翼安装在机身1的中部两侧，内侧机翼2与外侧机翼3相嵌套，通过调节可变形机翼的翼展和后掠角来改变飞行器的气动性能，一对副翼4安装在外侧机翼3的后缘处。一对尾翼5呈倒V型，通过扭簧安装在机身1的中后段，旋转折叠后与机身1紧密贴合，机身1上左右两侧的柔性整流罩6覆盖在尾翼的控制机构上，用于改善气流性能，推进螺旋桨7安装在机身1尾部，可折叠收放在机身1中后段的凹槽处。机身1内部增设了一套重心调节机构Ⅱ，在变后掠机构Ⅰ运行，机翼后掠角发生变化的同时，飞行器重心能够同步调节，保证飞行的纵向稳定性。
[0030]图2
‑
图4展示了飞行过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有重心调节功能的可变气动布局飞行器，包括机身、机翼、副翼、尾翼、推进螺旋桨及重心调节机构；其特征在于：所述机翼为可变展长和变后掠的伸缩机翼，设置在机身中部的左右两侧；所述副翼设置在外侧机翼的后缘处；所述尾翼为倒V型尾翼，可折叠在机身中后段的侧面；所述推进螺旋桨设置在机身尾部，可折叠收放在机身中后段的凹槽处；所述重心调节机构，以电池作为配重块，安装在机身内部，用于调整飞行器重心以匹配机翼后掠角变化导致的气动中心改变。2.根据权利要求1所述的具有重心调节功能的可变气动布局飞行器，其特征在于：所述重心调节机构包括：舵机、联轴器、丝杠、丝杠螺母、底座、滑轨、平台、轴承座、轴承；所述舵机固定在平台上，通过联轴器将动力输出传递给丝杠，丝杠螺母与丝杠配合，与底座固定连接；所述滑轨中的滑块固定在底座上，导轨固定在平台上，丝杠螺母沿丝杠轴向移动，带动电池沿滑轨平移；所述电池固定在底座上，既作为动力源，又作为配重块。3.根据权利要求1所述的具有重心调节功能的可变气动布局飞行器，其特征在于：重心调节机构调整时满足：其中，a、b分别表示单侧机...

【专利技术属性】
技术研发人员：武明建，吕震，吴志林，司鹏，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：