一种大型太阳能无人机的气动布局制造技术

本申请属于大型太阳能无人机领域，为一种大型太阳能无人机的气动布局，包括机身和可变形机翼，可变性机翼包括外侧机翼和内侧机翼；当所有机身上的转轴偏转到最大的角度时，这是太阳能无人机的地面滑行态，便于飞机滑行和其他作业；当所有机身上的转轴偏转到适当的角度时，此时太阳能无人机的翼向尺寸可调节，能够充分利用跑道，兼顾升力特性，有利于提高起降性能，这种状态称为太阳能无人机的起降滑跑态；当所有机身上的转轴偏转到最小的角度时，整个飞机的展长控制到最大，这是太阳能无人机的空中飞行形态；当太阳能无人机处在飞行的不同阶段时，均能够保证最优的状态进行当前阶段的飞行，从而实现太阳能无人机高效的飞行。从而实现太阳能无人机高效的飞行。从而实现太阳能无人机高效的飞行。

【技术实现步骤摘要】
一种大型太阳能无人机的气动布局


[0001]本申请属于大型太阳能无人机领域，特别涉及一种大型太阳能无人机的气动布局。

技术介绍

[0002]太阳能无人机是指飞机表面覆盖太阳能发电装置，利用太阳能及机载蓄电装置推动飞机飞行的无人飞机。由于飞机在飞行过程中可以利用太阳能，因此飞机的最大续航能力大幅度提升，理论上可以在无故障条件下实现永久续航。
[0003]根据太阳能无人机的性能特点，此类飞机适合完成环境监控、中继制导等任务，具有应用方便、经济性高等特点。
[0004]全机主要能源来至于太阳能发电，因此太阳能无人机的设计有以下特点：1、飞行速度低。飞行速度越低，空气阻力做功的功率越低，对推进能量的要求越低；2、机翼面积大。机翼面积越大，可以布置的太阳能发电装置越多。
[0005]3、气动效率高。气动效率越高，在相同升力的情况下阻力越小，对飞机的能量要求越低。
[0006]4、空机重量轻。空机重量越轻，在相同的起飞重量情况下有效装载越大，飞机完成任务的能力越强。
[0007]综上，太阳能无人机往往设计为大展弦比、大机翼面积的形式。太阳能无人机的展向尺寸与任务能力正相关，而现有的太阳能无人机由于自身能量限制导致航程短、升力性能差、速度低。
[0008]现有的大型太阳能无人机采用联接翼、飞翼、多机身等布局形式，结合柔性机翼、弹性机翼技术，逐步完善了太阳能无人机的产品设计。
[0009]太阳能无人机的尺寸越大，任务能力越强。现有的太阳能无人机尺寸设计受限于地面滑行和起降滑跑的道面条件。一方面无人机在地面滑行时轮胎不能超过滑行道区域，机翼不能对滑行道旁边的设施干涉，另一方面无人机在跑道滑跑时的主轮距和跑道的宽度应满足设计规范要求。综上，现有机场的滑行道宽度尺寸和跑道的宽度尺寸是约束太阳能无人机尺寸的关键，是约束太阳能无人机任务能力的关键。
[0010]为提升大型太阳能无人机的任务性能，需要创新机翼的设计，使得大型太阳能无人机可以兼顾地面滑行、起降滑跑和的空中飞行设计需求；因此，如何进行太阳能无人机创新机翼的设计是一个需要解决的问题。

技术实现思路

[0011]本申请的目的是提供了一种大型太阳能无人机的气动布局，以解决现有技术中太阳能无人机受到机场跑道的限制而导致飞行速度低、航程短的问题。
[0012]本申请的技术方案是：一种大型太阳能无人机的气动布局，包括机身和可变形机
翼，所述机身设有至少三组并且多组机身并排设置，所述可变形机翼共有多段，所述可变形机翼的段数为机身数量的两倍，所述可变性机翼包括外侧机翼和内侧机翼，所述外侧机翼共有两组并且并且两组外侧机翼对称设置，两组外侧机翼分别设于最外侧的两组机身上，所述内侧机翼具有多组并且每组内侧机翼均设于相邻两组机身之间，所述机身对应内侧机翼或外侧机翼的位置处设有机身转轴，所述机身转轴与内侧机翼或外侧机翼相连，每组所述内侧机翼均有两段，两段所述内侧机翼之间铰接连接有机翼转轴，所述机身内设有动力件，所述动力件的输出端与机身转轴相连；所述动力件能够带动机身转轴转动，所述机身转轴能够带动内侧机翼偏转至不同的角度，当内侧机翼偏转至最大时，形成地面滑行态；当内侧机翼偏转至中间角度时，形成起降滑跑态；当内侧机翼偏转至最小角度时，形成空中飞行态。
[0013]优选地，所述外侧机翼包括平直段和与平直段相连的倾斜段，所述倾斜段设于平直段的外侧，所述平直段平行于飞机的展向方向设置，所述平直段与机身固定连接，所述倾斜段倾斜于飞机的展向方向并向飞机的后方倾斜。
[0014]优选地，所述机身包括从前至后依次设置的螺旋桨、动力舱、机载设备舱、转轴结构舱和尾翼段舱，所述螺旋桨与动力舱相连，所述动力舱能够驱动螺旋桨工作，所述动力件设于转轴结构舱内，尾翼设于尾翼段舱的末端。
[0015]本申请的一种大型太阳能无人机的气动布局，包括机身和可变形机翼，可变性机翼包括外侧机翼和内侧机翼；当所有机身上的转轴偏转到最大的角度时，内侧机翼紧密收拢，整个飞机的展向尺寸控制到最小，这是太阳能无人机的地面滑行态，便于飞机滑行和其他作业；当所有机身上的转轴偏转到适当的角度时，内侧机翼适当收拢，此时太阳能无人机的翼向尺寸可调节，能够充分利用跑道，兼顾升力特性，有利于提高起降性能，这种状态称为太阳能无人机的起降滑跑态；当所有机身上的转轴偏转到最小的角度时，整个飞机的展长控制到最大，这是太阳能无人机的空中飞行形态；当太阳能无人机处在飞行的不同阶段时，均能够保证最优的状态进行当前阶段的飞行，从而实现太阳能无人机高效的飞行。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0017]图1为本申请太阳能无人机地面滑行态轴测图；图2为本申请太阳能无人机起降滑跑态轴测图；图3为本申请太阳能无人机空中飞行态轴测图；图4为本申请太阳能无人机侧视图；图5为本申请太阳能无人机地面滑行态主视图；图6为本申请太阳能无人机起降滑跑态主视图；图7为本申请太阳能无人机空中飞行态主视图。
[0018]1、机身；2、可变形机翼；3、螺旋桨；4、动力舱；5、机载设备舱；6、转轴结构舱；7、尾翼段舱；8、前起落架；9、后起落架；10、外侧机翼；11、内侧机翼；12、机身转轴；13、机翼转轴。
具体实施方式
[0019]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0020]一种大型太阳能无人机的气动布局，如图1
‑
4所示，包括机身1和可变形机翼2，所述机身1设有至少三组并且多组机身1并排设置，具体可以为3组、5组、7组或者更多，每组机身1上均设有前起落架8和后起落架9，以下以三组机身1为例进行说明。
[0021]可变形机翼2共有多段，可变形机翼2的段数为机身1数量的两倍，可变性机翼包括外侧机翼10和内侧机翼11，外侧机翼10共有两组并且并且两组外侧机翼10对称设置，两组外侧机翼10分别设于最外侧的两组机身1上，内侧机翼11具有多组并且每组内侧机翼11均设于相邻两组机身1之间，机身1对应内侧机翼11或外侧机翼10的位置处设有机身转轴12，机身转轴12与内侧机翼11或外侧机翼10相连，每组内侧机翼11均有两段，两段内侧机翼11之间铰接连接有机翼转轴13，机身1内设有动力件，动力件的输出端与机身转轴12相连；动力件能够带动机身转轴12转动，机身转轴12能够带动内侧机翼11偏转至不同的角度，当内侧机翼11偏转至最大时，形成地面滑行态；当内侧机翼11偏转至中间角度时，形成起降滑跑形态；当内侧机翼11偏转至最小角度时，形成空中飞行态。
[0022]在起降滑跑条件下，兼顾主轮距参数和低速升力特性是关键要求之一；在空中飞行的条件下，增大展弦比是提升气动效率是关键要求之一。
[0023]当所有机身1上的转轴偏转到最大的角度时，内侧机翼11紧密收拢，整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型太阳能无人机的气动布局，其特征在于：包括机身(1)和可变形机翼(2)，所述机身(1)设有至少三组并且多组机身(1)并排设置，所述可变形机翼(2)共有多段，所述可变形机翼(2)的段数为机身(1)数量的两倍，所述可变性机翼包括外侧机翼(10)和内侧机翼(11)，所述外侧机翼(10)共有两组并且两组外侧机翼(10)对称设置，两组外侧机翼(10)分别设于最外侧的两组机身(1)上，所述内侧机翼(11)具有多组并且每组内侧机翼(11)均设于相邻两组机身(1)之间，所述机身(1)对应内侧机翼(11)或外侧机翼(10)的位置处设有机身转轴(12)，所述机身转轴(12)与内侧机翼(11)或外侧机翼(10)相连，每组所述内侧机翼(11)均有两段，两段所述内侧机翼(11)之间铰接连接有机翼转轴(13)，所述机身(1)内设有动力件，所述动力件的输出端与机身转轴(12)相连；所述动力件能够带动机身转轴(12)转动，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐声明，商立英，马岩，张超，明亚丽，潘世轩，任江涛，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：