专利名称：一种采用盘翼结合可变翼与气囊布局的小型组合式飞行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及了一种采用盘翼结合可变翼与气囊布局的小型组合式飞行器，它综合了盘翼的出气特点，设计了两种飞行姿态的切換，可以同时完成高空和地空飞行的任务，属于航模技术领域。
背景技术：
飞艇曾经作为第一批上天的飞行器，有着久远的历史。后因其航速、操控性等问题逐渐淡出了主流航空器。近年来，能源问题备受瞩目，飞艇，特别是现代组合式飞艇，以其较
为低廉的价格和适中的性能，与其它航空器相比又重新突显其实用价值。与此同时ー种称为盘翼的动カ方案诞生，它可以提供上升力和近地、近海的气垫效应，使得将飞艇、飞机、气垫船的融合成为可能。根据目前国内外飞行器的发展，可以分为三个发展方向，一为微型(或极微型)飞行器方向、ニ为中小型飞行器方向、三为大型(或巨型)飞行器方向。微型(或极微型)飞行器方向主要是开放一种面向间谍行动的飞行器，美国国防预研局(DARPA)曾提出其基本技术指标为其机身各项尺寸不能超过150mm，重量为10 20g，续航时间20 60min，巡航速度30 60km/h，平台有效载荷l_18g，飞行距离1-lOkm，能自主飞行。其主要研究方向为微型固定翼飞行器(典型代表为是美国Aero Viroment公司研制的“ Black Windows”微型飞行器以及桑德斯公司、洛克希德公司和通用电气公司联合研制的“ Micro Star”微型飞行器)、微型旋翼飞行器(典型代表为微型旋翼飞行器的典型代表是洛克尼克公司研制的“Kolibri”和斯坦福大学研制的“Mesicopter”)、微型扑翼飞行器(典型代表为由加州理工学院Aero ViiOment公司及加州大学共同研制的“MicroBat”和斯坦福研究中心(SRI)和多伦多大学共同研制的“Mentor”)。中小型飞行器目前主要致力于航模应用、山区近海搜救探索等可以适应多种复杂情况的飞行器研究。目前主要方向按升カ方式有滑翔机、轻于空气飞行器(飞艇、组合式飞艇)、重于空气飞行器。其中重于空气的飞行器机翼种类分有固定翼机、旋翼机、扑翼机、直升机。其中固定翼飞机发展较快，其利用自身特定翼型，当其在发动机驱动下向前飞行时，流过上下翼面的气流速度不一致，机翼上侧的空气流速较下侧快，根据流动力学的原理，机翼上侧空气压カ要小于下侧，使飞机产生静升力。但是飞机必须在滑行到一定速度时，才能升空，对跑道和天气情况要求严格。该领域中各种技术交织，十分活跃，故其余各种机型不再赘述。其中已经研究出多种形式的単一或者组合形式的飞行器，针对多种不同的飞行任务都有相应的飞行器予以完成。大型飞行器(或巨型飞行器)主要对象为大型飞艇或者高空气球。其中飞艇分为硬式、半硬式、非硬式。飞艇由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置組成。艇体的气囊内充以密度比空气小的浮升气体(氢气或氦气)借以产生浮力使飞艇升飞艇，吊舱供人员乘坐和装载货物，尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。近地研制方向中，飞艇主要设计为满足表演和运输的需求。表演飞艇分为室内、室外，室内飞行条件稳定，主要是要求控制性好，利于形成固定的飞行轨迹；室外飞行气候条件较差，表演用飞艇要求具有更好的稳定性，同时场地扩大，速度也需相应上升，并且要求一定的抗风能力。运输飞艇要求具有大载荷、较快的航速、较好的稳定性和高安全性。高空研制方向中，飞艇和高空气球都需达到大气层中上部或临近空间，这些停留层条件复杂、恶劣，对飞行器的综合性能和抗性提出了更高的要求。常见的飞艇获得的升力主要来自其内部充满的比空气轻的气体，如氢气、氦气等，滞空能力很强。飞机自身密度比空气大，由动カ驱动前进；其固定的机翼提供升力使飞机翱翔于天空，所以飞机速度和方向机动性十分优越，但是对飞行速度有严格限制。本专利申请在现有的飞艇、飞机基础上，克服其自身不足，结合现代组合飞艇、全垫升气垫船的外形结构特点，采用盘翼技术和可变翼技术，制造一种可以全天候，在一定高度范围内自由停留，可垂直起飞、水平飞行、在海面快速漂浮前进并提供了一定的有效载荷的中型飞行器。本发明装置可以适用于海难搜救，可以低高空巡航，还可以在海面、陆地复杂地形行进，能满足多种任务需求
发明内容
I、目的本发明的目的是提供一种采用盘翼结合可变翼与气囊布局的小型组合式飞行器，这是ー种需要一定高度巡航，同时又需要近地飞行的飞行器解决方案。它可以在地面垂直起飞，便于投放升空。而且本机气囊、机身和载荷空间的比例可以根据任务需要和载荷由用户进行适当调整，利于完成任务或增加载重。由于气囊作用，飞行平稳，在一定气象条件下以绝对水平的方向前进，利于采集数据或完成投放任务。而且它能在特定区域实现稳定的悬浮，便于在特定点采集一定量数据或投放任务。在水面或地面可以进行气垫悬浮飞行，并且在气垫保护下可以克服一定的地形缺陷，一方面利于节约能源，另ー方面便于采集近地数据或者完成近地投放任务。总之克服了以往针对此种任务的飞机无法在垂直起飞、定点停留、极近地飞行、复杂地形前进的问题，在农林侦测、农林喷洒、海洋探索、海洋搜救等方面具有较高实用价值与经济性。2、技术方案本发明技术方案如下本发明ー种采用盘翼结合可变翼与气囊布局的小型组合式飞行器，它是由I尾翼部分、II可变翼部分、III盘翼部分和IV支座部分构成；它们之间的位置连接关系是I尾翼部分通过II可变翼部分大梁底座上的大梁限位孔固定在IV支座部分的底座上；11可变翼部分位于III盘翼部分上部，通过纵向穿越螺栓穿过大梁底座上的大梁六角限位孔，使得大梁底座与III盘翼部分的内壳体上表面、外侧面配合，并实现II可变翼部分与III盘翼部分的固定连接。III盘翼部分位于IV支座部分上部，III盘翼部分的6个纵向穿越螺栓穿过IV支座部分的底座6个等分限位孔，实现III盘翼部分与IV支座部分的连接。所述I尾翼部分包括横向尾翼副翼I、垂直尾翼副翼2、横向尾翼47、垂直尾翼48和尾翼副翼转动轴49。它们之间的位置连接关系是横向尾翼副翼I通过ー根尾翼副翼转动轴49连接于横向尾翼47上,其内侧面相互配合。垂直尾翼副翼2通过ー根尾翼副翼转动轴49连接于垂直尾翼48上,其内侧面相互配合。横向尾翼47和垂直尾翼48两者的位置相互垂直，互为90度。该横向尾翼副翼I的摆动采用市面上典型的航模舵机、舵角和连杆组合方式控制，按具体情况选购，其为飞行器飞行当中提供俯仰カ矩。该垂直尾翼副翼2的摆动采用市面上典型的航模舵机、舵角和连杆组合方式控制，按具体情况选购，其为飞行器飞行当中提供偏航カ矩。该横向尾翼47是横向固连于大梁底座3尾部的尾翼，其断面可采用市面上的普适尾翼翼型或无翼型(平板)。厚度为I 4mm，材料为桐木(或塑制)，短边沿翼展方向内侧边30 120mm,夕卜侧边20 IlOmm,单侧长边100 1800mm。该垂直尾翼48是纵向固连于大梁底座3尾部的尾翼，其断面可采用市面上的普适尾翼翼型或无翼型(平板)。厚度为I 4mm,材料为桐木(或塑制)，短边沿翼展垂直方向内侧边30 120mm,外侧边20 IIOmm,单侧长边110 1900mm。该尾翼副翼转动轴49是穿过横向尾翼副翼I (或垂直尾翼副翼2)内部，并与其相固连，通过伸出部分轴向配合内联于横向尾翼47 (或垂直尾翼48)，可以实现-90° +90°自由转动。采用复合材料制造(或塑制)，參照GB/T按照Ml M4选用。
所述II可变翼部分包括大梁底座3、纵向穿越螺母4、可动机翼滑轨导端5、可动机翼滑轨6、可动机翼7、可动机翼副翼8、前向推进器定位孔9、前向推进器10、前向推进器电机座11、前向推进器桨叶12、前向推进器桨叶定位孔13、前向推进器电机14、前向推进器拨片15、可动机翼滑轨导端固定片16和可动机翼滑轨限位片17。它们之间的位置连接关系是大梁底座3下方与内壳体40通过纵向穿越螺母4固连，前方两侧开可动机翼滑轨6和可动机翼滑轨导端5契合，可动机翼滑轨导端固定片16通过螺栓配合实现可动机翼滑轨导端5的固定，实现可动机翼7的角幅度旋转，后方连接尾翼部分。可动机翼副翼8通过嵌在可动机翼7上的转动轴安装定位，其相互连接和控制驱动方式可以參考横向尾翼副翼I、横向尾翼47、尾翼副翼转动轴49的配合安装方式。前向推进器定位孔9通过可动机翼滑轨导端固定于可动机翼7下方，从而实现前向推进器10的定位。前向推进器电机座11内固定前向推进电机14，前向推进器桨叶12通过前向推进器桨叶定位孔13连接于前向推进器电机14输出轴上，同时前向推进器电机座11下方连接有前向推进器拨片15。相应的可动机翼滑轨限位片17则是作为固定件通过其两侧的通孔固定于大梁底座3上，其凸出部分还与可动机翼滑轨6配合。该大梁底座3，采用可动机翼固定支座连接一体化设计，下方与内壳体40固连，前方两侧开有纵向穿越孔和可动机翼滑轨6，实现可动机翼的角幅度旋转，该大梁底座主要用于定位和固连作用，对机械強度有要求，采用厚度为4 6mm的桐木(或塑制)；该纵向穿越螺母4，穿过大梁底座3上的纵向穿越孔与纵向穿越螺栓21连接，起紧固连接大梁底座3与内壳体40的作用，根据国家标准采用GB/T 6173-2000M2 MlO相适应的螺母；该可动机翼滑轨导端5，为圆柱形，可直接与可动机翼7固连，为可动机翼7的角幅度旋转，即可动机翼滑轨导端5在可变机翼滑轨6中滑动起导向作用，要求与可变机翼滑轨6有相应的齿啮合或者间隙配合；该可动机翼滑轨6为> 90°的弧形槽，与可动机翼滑轨导端5配合使用，使得可动机翼实现> 90°平稳转动；该可动机翼7，其翼型剖面下弧线为一条直线的平凸翼型，升阻比大，飞行时较容易控制，适宜慢速飞行，滑翔性能好，为飞行器升降与平飞提供升力。在山地崎岖路面近地飞行时，实现绕大梁中靠后的一对对称六角限位孔的转动，并沿可动机翼滑轨6转动收拢至后方。其旋转收拢过程通过驱动内部啮合齿轮和可动机翼滑轨导端6与可动机翼滑轨的配合(齿啮合、间隙配合)实现。可动机翼内部采用翼梁和桁条固定的翼片制作，并用复合材料制作蒙皮。该可动机翼翼片采用厚度为3mm的桐木(或塑制)制作，采用平凸翼型，弦长为50 500mm，等距分布。该可动机翼副翼8，其两端转动轴(同尾翼副翼转动轴49)与可动机翼连接。该可动机翼副翼的翼片采用厚度为3 5mm的桐木(或塑制)，采用平凸翼型，弦长为10 100mm。可动机翼副翼在增升的基础上，实现飞行器的俯仰、滚转和偏航；该前向推进器定位孔9，实现可动机翼7与前向推进器10的连接，具体规格根据飞行速度、电机功率等具体需求而定；该前向推进器10，即为总体水平推进系统，包含前向推进器电机座11、前向推进器桨叶12、前向推进器桨叶定位孔13、前向推进器电机14和前向推进器拨片15等结构；它们之间的位置连接关系是前向推进器电机14根据其自身特点安装于前向推进器电机座11上，与推进器整体连接，前向推进器桨叶12通过被前向推进器桨叶定位孔13固定而连接于前向推进器电机14主转轴上。前向推进器拨片15固连于推进器外売上。该前向推进器电机座11，用于前向推进电机的固定，具体规格根据电机规格而定，外径30 120mm,内径25 100mm,长30 300_，底部为凹面的流线型设计，固定可靠；该前向推进器桨叶12，通过桨叶水平推力实现电机回转运动转换为飞行器水平运动，具体规格按需在市场选购；该前向推进器桨叶定位孔13，其为桨叶上的结构，通过该孔与电机输出轴连接，并在其侧面开孔固定于电机输出轴，带动螺旋桨旋转，亦可选取市面上成熟的桨保护器；该前 向推进器电机14，其为螺旋桨回转能的能量输出装备，固定在前向推进器电机座中，具体规格按需在市场选购；该前向推进器拨片15，流线体造型，可以在可动机翼7收拢后接触到水平面等，边面起到降阻的作用；该可动机翼滑轨导端固定片16，通过内孔与可动机翼滑轨导端5的紧固配合，以及与可动机翼滑轨6的下表面、槽内侧面的表面配合，以期限制可动机翼滑轨导端5在可动机翼滑轨6内运动；其滑轨为90 120°的弧形槽，宽度为2 5_ ;该可动机翼滑轨限位片17，是凸台形状，通过两侧対称的限位孔与大梁底座3相适应的位置的限位孔通过螺栓连接，其内的突出端进入可动机翼滑轨6，限制可动机翼滑轨导5端在可动机翼滑轨6内的运动范围，防止可动机翼7飞出。所述III盘翼部分包括内壳体定位孔18、盘翼扇叶19、纵向穿越螺栓限位器20、纵向穿越螺栓21、内壳体固定螺栓22、底座导气槽23、盘翼电机25、盘翼电机固定螺母26、盘翼主转轴27、盘翼扇叶固定螺母28、盘翼扇叶固定螺栓29、盘翼传动轴30、盘翼电机固定螺栓31、盘翼电机限位片32、盘翼电机限位螺母33、内壳体固定螺母35、纵向穿越螺母36、盘翼导气片37、盘翼翼片38、盘翼扰片39、内壳体40和纵向穿越螺栓限位器固定孔46。它们之间的位置连接关系是纵向穿越螺栓21依次穿过底座24上均布的6个定位孔、纵向穿越螺栓限位器20、盘翼导气片37、盘翼翼片38、盘翼扰片39、内壳体40、大梁底座3，一方面被纵向穿越螺母36固定于底座24上，另ー方面被纵向穿越螺母4固定于大梁底座3上，同时大梁底座3与内壳体40上表面实现配合、底座24与内壳体40下表面实现配合。盘翼翼片38、盘翼扰片39分别被其上相対的ー组柔性的纵向穿越螺栓限位器20固定于纵向穿越螺栓21上。盘翼电机固定螺栓31分别依次穿过盘翼电机25的4个均布定位孔、底座24，盘翼电机限位片32被盘翼电机限位螺母33固定于底座24上并且与盘翼电机限位片32固连。3片盘翼扇叶19通过两组盘翼扇叶固定螺母28、盘翼扇叶固定螺栓29固定于盘翼主转轴27上，盘翼主转轴27通过与盘翼传动轴30的螺纹配合与盘翼电机25电机轴相连接。盘翼传动轴30通过盘翼电机限位片32的中心孔而被限位。该内壳体定位孔18，其以60°的幅角均匀分布于内壳体40上表面上，并且与内壳体40上表面留有> 5mm的凸台以便于与气囊42限位孔配合，纵向穿越螺栓21将穿过内壳体定位孔18进而配合。该盘翼扇叶19，其在图上只为ー种实现方式，可以选用市面上成熟的带翼型扇叶或者“轴流式”扇型，要求对盘翼翼片38、盘翼扰片39可以产生升力；其可以采用铸铝(或者塑制)，长度要求距离盘翼翼片38、盘翼扰片39至少IOmm距离，宽度根据盘翼翼片38、盘翼扰片39选择的翼型和内壳体40的设计而定,从20mm IOOmm不等,厚度为为宜；该纵向穿越螺栓限位器20，其可以按照图7方式设计，采用橡胶制造，可以适当变形以适应盘翼翼片38、盘翼扰片39的翼型，固定后具有一定抗冲击、固定作用。该纵向穿越螺栓21，其依次穿过底座24、纵向穿越螺栓限位器20、内壳体定位孔18、纵向穿越螺母4，通过螺栓配合，对其上的连接件起到固定作用，采用铸铝或者炭基复合材料制作，内径为2mm 10mm，长度以适应垂直尾翼副翼2、底座24、内壳体40高度为宜；该内壳体固定螺栓22，穿过底座24、内壳体40通过螺栓配合将二者紧固，采用铸铝或塑制，參照GB/T按照M2 MlO选用，伸出长度以旋合后稍露出螺栓为宜；该底座导气槽23，在底座24上以接近60°的圆弧均布，宽度为5mm 20mm，其每两段圆弧的间隙以满足结构强度为宜；该盘翼电机25，其为盘翼扇叶19、盘翼主转轴27、盘翼传动轴30回转的能量输出装备，通过盘翼电机固定螺母26、盘翼电机固定螺栓31穿过均布4个通孔的螺栓配合固定，具体规格按需在市场选购；该盘翼电机固定螺母26，与盘翼电机固定螺栓31配合，固定盘翼电机25，采用GB/T中相应的M3 MlO选用；该盘翼主转轴27，通过两组一对盘翼扇叶19、固定螺母28、盘翼扇叶固定螺栓29的螺栓配合 固定于盘翼主转轴27上,盘翼主转轴27通过螺纹配合固定于盘翼传动轴30上,接受电机传来的扭矩，采用铸铝或塑制，高度需要适应内壳体40，径向满足盘翼扇叶19的配合要求；该盘翼扇叶固定螺母28,与盘翼扇叶固定螺栓29配合，固定盘翼扇叶19于盘翼主转轴上27，采用铸铝或塑制，參照GB/T选择M2 M5选用；该盘翼扇叶固定螺栓29，与盘翼扇叶固定螺母28配合，固定盘翼扇叶19于盘翼主转轴上27，采用铸铝或塑制，參照GB/T选择M2 M5选用；该盘翼传动轴30，通过螺纹副连接盘翼主转轴27，并且根据盘翼电机25的传动轴配合，传递扭转，其位置被盘翼电机25所限定，只能在电机中轴线上作转动，采用铸铝或塑制，高度以满足盘翼主转轴27的配合要求为宜；该盘翼电机固定螺栓31，通过与盘翼电机限位螺母螺栓33配合固定底座24、盘翼电机、盘翼电机限位片32的相对位置，采用铸铝或塑制，參照GB/T按照M3 MlO选用；该盘翼电机限位片32，其形状为正方形，中心开有与盘翼传动轴30相配合的中心孔(可以添加适当的滑动轴承润滑，视实际情况而定)，四角处均匀分布4个与盘翼电机固定螺栓31相适应的通孔，上有均布的四个与盘翼电机31固定螺栓相配合的空孔，位置被盘翼电机固定螺栓31和盘翼电机限位螺母33所限定。中心处有ー个与盘翼传动轴30上部相适应的经过精加工的限位孔，下表面与盘翼传动轴轴肩30 (或其上的滑动轴承)配合并具有较高表面粗糙度，具体根据GB/T參照盘翼电机转速25选择，采用铸招或塑制，长宽均为30mm 50mm,厚度2mm 5mm为宜；该盘翼电机限位螺母33,其通过与盘翼电机固定螺栓31的螺纹配合将盘翼电机25固定于底座24上,米用铸招或塑制，參照GB/T按照M3 MlO选用；该内壳体固定螺母35，其通过与内壳体固定螺栓22的螺纹配合将内壳体40固定于底座24上，采用铸铝或塑制，參照GB/T按照M2 MlO选用；该纵向穿越螺母36，与纵向穿越螺栓21的螺纹配合，完成纵向穿越螺栓21的相应配合任务，采用铸铝或塑制，參照GB/T按照M2 MlO选用；该盘翼导气片37，其实际为与内壳体40统ー鋳造或者一体成型而成，为内壳体40的一部分，因为其有功能上的特殊性，而将其単独列出。其与内壳体40之间有ー异形槽，可以将下部气流导入上部通过与内壳体40上部的极窄缝流出，改善盘翼进气ロ的气体流动情况；该盘翼翼片38，其断面形状为典型大升カ系数翼型，由设计需要可以略増大其弯度以改善其升力系数，其根据工作条件和实际情况确定，或者适当设计的大升力系数翼型，在实施中，參照需求选用大升力系数的机翼翼型，尽量增大升力，采用普通机翼的蒙皮骨架结构，或者用复合材料一体成型，环形内径根据内壳体40的情况和需求确定，流经它的气体通过翼型产生的升力是盘翼升力的直接和主要来源；该盘翼扰片39，其断面形状为弯度< 5%，厚度< 12%的常规翼型，如NACA0012，參照需求选用一定升力系数的薄翼型或者无翼型，采用复合材料一体成型，环形内径根据盘翼翼片38选择，可以改善盘翼翼片38下的气体流场并附带ー些升力；该内壳体40，其外形是呈带内部空腔的壳体结构，其下部沿纵向有一突缘可以与底座导气槽23径向外侧配合，下部沿径向有一伸出突缘可以与底座24配合，并用螺栓穿过通孔连接二者，上部有6个均布的筋类结构，并有6个均布的通孔,可以与纵向穿越螺栓21配合，内部与盘翼导气片37实为一体结构(通过筋类结构延伸固定)，并且与盘翼导气片37构成特形空腔，通过纵向穿越螺栓21依次穿过内壳体定位孔18、大梁底座3，与纵向穿越螺母4形成螺栓配合，从而与大梁底3座相连接。另ー方面,通过内壳体固定螺栓22与内壳体固定螺母35形成螺栓配合，从而 与底座24连接。采用铸铝或塑制，壳体内径与底座24相适应，壳体最小厚度为2mm 5mm为宜；该纵向穿越螺栓限位器固定孔46，其让Ml M2的螺钉通过以便固定纵向穿越螺栓限位器20于纵向穿越螺栓21上。所述IV支座部分包括底座24、气囊定位孔34、气囊41、气囊限位孔42、气囊固定孔43和大梁限位孔44 ;它们之间的位置连接关系是底座24上的气囊定位孔34与气囊固定孔43通过螺栓连接实现底座24与气囊中部和气囊下部的定位。大梁底座3上的6个均布定位孔与气囊限位孔42通过螺栓连接实现气囊与大梁底座3的上表面和内侧面配合。该底座24,其中心有一与盘翼电机25相适应的通孔,沿径向有4个均布的通孔与盘翼电机25的定位孔相配合,使盘翼电机固定螺栓31通过底座24、盘翼电机25可以与盘翼电机固定螺母26相配合。其内有6个等幅角分布的底座导气槽23，以供气流导出，沿径向有6个等幅角与6个底座导气槽23相错30度的通孔，使内壳体固定螺栓22可以通过并与盘翼电机25配合。在底座24边缘处，有6个等幅角与6个底座导气槽23相错30度分布的异形伸出板，在其上有6个位于中心线出的直径为4mm IOmm的通孔，其可以与气囊固定孔43配合，实现底座24与气囊41的连接。采用铸铝或塑制，厚度为2mm 5mm为宜；该气囊定位孔34，与气囊固定孔43配合，通过螺栓连接实现底座24与气囊41的连接。孔直径以4mm IOmm为宜。该气囊41,尼龙制表层，厚约2mm 4mm,近地一方贴有2mm的加厚防磨贴片，内充He气(或氢气)，保持一定气压。内有气囊固定孔43、气囊限位孔42结构；该气囊限位孔42，其可以让纵向穿越螺栓21穿过，并其内表面与内壳体定位孔上18表面配合，实现气囊上部分的固定；该气囊固定孔43，与气囊34定位孔配合，通过螺栓连接实现底座24与气囊41的连接,孔直径以4mm IOmm为宜；该大梁限位孔44,与底座相应处的预留孔相配合，使用螺栓连接，实现底座24与大梁底座3的连接，孔直径以4mm IOmm为宜。3、优点及功效本发明ー种采用盘翼结合可变翼与气囊布局的小型组合式飞行器的优点是一、通过充气程度不同，变换气囊与整机比例来调整环绕；内壳体的充有氦气40的气囊41，使其用于平衡飞行器载荷自重，从而减轻动カ设备的负担，满足完成多种任务的需求，实现飞行器的高机动性、悬浮能力以及垂直升降能力。ニ、采用ー种上下端面水平，带有内部特定异形空腔的薄壁壳体，空腔构型为下部导流端、顶部开阔腔、内侧面收缩端，空腔内还有异型稳流端。其可以改善盘翼输入气流流场情况。三、气囊41的浮力作用下，主升力由盘翼提供。内壳体壳体内部即为盘翼翼型，中心旋转扇叶产生强大气流冲击盘翼翼型可产生静升力。盘翼经由上部分输入气流，在底座24中的底座导气槽23流出后形成气垫，为整个飞行器的悬浮提供动力，冲击地面使得整机悬浮，能适应复杂地形或水面。四、对于可动机翼7，通过舵机控制齿轮系统、可动机翼滑轨6的定位作用实现可动机翼7的展开和收拢，并保证前向推进器10始終平行于整机轴线。可动机翼7收纳后可以与横向尾翼47契合，形成流线体形，同时对整机重心产生一向下的倾角，便于气垫作用和水平推进作用，并增加迎角，使得前进时可以提供更大的浮力。垂直升降及水平前进时，两侧机翼的收放以及盘翼中心桨叶转速的调整，相互独立又能相互协调，可实现原地转向， 从而提高其在复杂地形表面行进的性能。
图I为本发明的可动机翼展开装配轴测视2为本发明的可动机翼束尾装配轴测视3为本发明的可动机翼展开整机爆炸视4为本发明的壳内配合5为本发明的大梁底座仰视6为本发明的前向推进器侧向视7为本发明的纵向穿越螺栓限位器轴测视8为本发明的可动机翼滑轨限位片轴测视9为本发明的尾翼部分局部透视10为本发明的一种可动机翼传动方式说明中具体标号如下I——横向尾翼副翼2——垂直尾翼副翼3——大梁底座4——纵向穿越螺母5——可动机翼滑轨导端6——可动机翼滑轨7——可动机翼8——可动机翼副翼9——前向推进器定位孔10——前向推进器11——前向推进器电机座12——前向推进器桨叶13——前向推进器桨叶定位孔 14——前向推进器电机15——前向推进器拨片16——可动机翼滑轨导端固定片17——可动机翼滑轨限位片 18——内壳体定位孔19——盘翼扇叶20——纵向穿越螺栓限位器21——纵向穿越螺栓22——内壳体固定螺栓23——底座导气槽24——底座
25——盘翼电机26——盘翼电机固定螺母27——盘翼主转轴28——盘翼扇叶固定螺母29——盘翼扇叶固定螺栓30——盘翼传动轴31——盘翼电机固定螺栓32——盘翼电机限位片33——盘翼电机限位螺母34——气囊定位孔35——内壳体固定螺母36——纵向穿越螺母37——盘翼导气片38——盘翼翼片39——盘翼扰片40——内壳体41——气囊42——气囊限位孔43——气囊固定孔44——大梁限位孔45——大梁六角限位孔46——纵向穿越螺栓限位器固定孔47——横向尾翼48——垂直尾翼49——尾翼副翼转动轴
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进ー步描述，但本实施例虽是采用本发明的小型机，但并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似整体构型或关键性局部构型及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。见图I-图3，本发明ー种采用盘翼结合可变翼与气囊布局的小型组合式飞行器，它是由I尾翼部分、II可变翼部分、III盘翼部分和IV支座部分构成。它们之间的位置连接关系是I尾翼部分通过II可变翼部分大梁底座3上的大梁限位孔44固定在IV支座部分的底座24上；11可变翼部分位于III盘翼部分上部，通过纵向穿越螺栓20穿过大梁底座3上的大梁六角限位孔45，使得大梁底座3与III盘翼部分的内壳体40上表面、外侧面配合，并实现II可变翼部分与III盘翼部分的固定连接。III盘翼部分位于IV支座部分上部，III盘翼部分的6个纵向穿越螺栓20穿过IV支座部分的底座24上的6个等分限位孔，实现III盘翼部分与IV支座部分的连接。见图9,所述I尾翼部分包括横向尾翼副翼I、垂直尾翼副翼2、横向尾翼47、垂直尾翼48和尾翼副翼转动轴49。它们之间的位置连接关系是横向尾翼副翼I通过ー根尾翼副翼转动轴49连接于横向尾翼47上,其内侧面相互配合。垂直尾翼副翼2通过ー根尾翼副翼转动轴49连接于垂直尾翼48上，其内侧面相互配合。横向尾翼47和垂直尾翼48两者的位置相互垂直，互为90度。该横向尾翼副翼I :尾翼副翼转动轴49采用铸铝(或塑制)，M3的螺纹杆，实现与大梁底座3上的横向尾翼47的连接。横向尾翼副翼的摆动采用市面上典型的航模舵机、舵角和连杆组合方式控制，按具体情况选购，其为飞行器飞行当中提供俯仰カ矩。横向尾翼采用厚度为2_的桐木(或塑制)，短边20mm,单侧长边700_。该横向尾翼舵机扭矩> 15kg，精度< 1°。该垂直尾翼副翼2 :尾翼副翼转动轴49采用铸铝(或塑制)，M3的螺纹杆，实现与大梁底座上的垂直尾翼48的连接。垂直尾翼副翼的摆动采用市面上典型的航模舵机、舵角和连杆组合方式控制，按具体情况选购，其为飞行器飞行当中提供偏航カ矩。该垂直尾翼采用厚度为2mm的桐木(或塑制)，短边20mm,长边900mm。该、垂直尾翼舵机扭矩> 15kg，精度< 1°。该横向尾翼47是横向固连于大梁底座3尾部的尾翼，其断面可采用市面上的普适尾翼翼型或无翼型(平板)。厚度为2_，材料为桐木(或塑制)，短边沿翼展方向内侧边40mm,外侧边30mm,单侧长边900mm。该垂直尾翼48是纵向固连于大梁底座3尾部的尾翼，其断面可采用市面上的普适尾翼翼型或无翼型(平板)。厚度为2mm,材料为桐木(或塑制)，短边沿翼展垂直方向内侧边40mm,外侧边25mm,单侧长边900_。该尾翼副翼转动轴49是穿过横向尾翼副翼I (或垂直尾翼副翼2)内部，并与其相固连，通过伸出部分轴向配合内联于横向尾翼47 (或垂直尾翼48),可以实现-90° +90°自由转动。采用复合材料制造(或塑制)，參照GB/T 6173-2000按照Ml选用。见图3、图6、图8，所述II可变翼部分包括大梁底座3、纵向穿越螺母4、可动机翼滑轨导端5、可动机翼滑轨6、可动机翼7 、可动机翼副翼8、前向推进器定位孔9、前向推进器10、前向推进器电机座11、前向推进器桨叶12、前向推进器桨叶定位孔13、前向推进器电机14、前向推进器拨片15、可动机翼滑轨导端固定片16和可动机翼滑轨限位片17。它们之间的位置连接关系是大梁底座3下方与内壳体40通过纵向穿越螺母4固连，前方两侧开可动机翼滑轨6和可动机翼滑轨导端5契合，可动机翼滑轨导端固定片16通过螺栓配合实现可动机翼滑轨导端5的固定，实现可动机翼7的角幅度旋转，后方连接尾翼部分。可动机翼副翼8通过嵌在可动机翼7上的转动轴安装定位，其中其相互连接和控制驱动方式可以參考横向尾翼副翼I、横向尾翼47、尾翼副翼转动轴49的配合安装方式。前向推进器定位孔9通过可动机翼滑轨导端固定于可动机翼7下方，从而实现前向推进器10的定位。前向推进器电机座11内固定前向推进电机14，前向推进器桨叶12通过前向推进器桨叶定位孔13连于前向推进器电机14输出轴上，同时前向推进器电机座11下方连接有前向推进器拨片15。相应的可动机翼滑轨限位片17则是作为固定件通过其两侧的通孔固定于大梁底座3上，其凸出部分还与可动机翼滑轨6配合。该大梁底座3 :其采用尾翼与可动机翼固定支座连接一体化设计，下方与内壳体40如前所述固连,前方两侧开有偏移距离为30mm的直径为2_的纵向穿越孔和可动机翼滑轨6，实现可动机翼的角幅度旋转，后方连接尾翼部分，该大梁底座主要用于定位和固连作用，对机械強度有一定要求，采用厚度为4mm的桐木(或塑制)。该纵向穿越螺母4 :穿过大梁底座3上的纵向穿越孔与纵向穿越螺栓21连接，起紧固连接大梁底座3与内壳体40的作用，采用符合GB/T 6173-2000M2相适应的螺母。该可动机翼滑轨导端5 :其为圆柱形，直径为2mm，可直接与可动机翼7固连，为可动机翼7的角幅度旋转，即可动机翼滑轨导端5在6可变机翼滑轨中滑动起到导向作用。要求与6可变机翼滑轨有相应的齿啮合或者间隙配合。该可动机翼滑轨6 :可动机翼滑轨为110°的弧形槽，宽度为2_，与可动机翼滑轨导端5配合使用，使得可动机翼实现0° 110°平稳转动。该可动机翼7 :剖面翼型下弧线为一条直线的平凸翼型，升阻比大，飞行时较容易控制，适宜慢速飞行，滑翔性能好，用于实现飞行器升降与平飞是提供升力。在山地崎岖路面近地飞行时，实现绕大梁中靠后的一对对称六角限位孔的转动，并沿可动机翼滑轨6转动收拢至后方。其旋转收拢过程通过内部啮合齿轮、舵机驱动和可动机翼滑轨导端5与可动机翼滑轨6的配合(齿啮合、间隙配合)实现。机翼内部采用翼梁和桁条固定的翼片，并用复合材料制作蒙皮。该机翼可动机翼翼片采用厚度为Imm的桐木(或塑制)，采用克拉克ーY型翼型，弦长为50mm，蒙皮骨架构造，翼展为250mm，展弦比为5。该可动机翼副翼8 :其两端转动轴采用铸铝，M2的螺纹杆，实现与可动机翼的连接。该副翼翼片采用厚度为1_的桐木(或塑制)，采用克拉克ーY型翼型，弦长为10mm。副翼在增升的基础上，实现飞行器的俯仰、滚转和偏航。该前向推进器定位孔9 :实现可动机翼7与前向推进器10的连接，直径为3mm。该前向推进器10 :即为总体水平推进系统，包含前向推进器电机座11、前向推进器桨叶12、前向推进器桨叶定位孔13、前向推进器电机14和前向推进器拨片15等结构。该前向推进器电机座11 :用于前向推进电机的固定，具体规格根据电机规格而定，外径30_，内径25mm，长50mm，底部为凹面的流线型设计，固定可靠。该前向推进器桨叶12 :通过桨叶水平推力实现电机回转运动转换为飞行器水平运动。该推进电机扇叶为成熟叶型，慢速直驱翼型。该前向推进器桨叶定位孔13 :其为桨叶上的结构，通过该孔与电机输出轴连接，并在其侧面开孔固定于电机输出轴，带动螺旋桨旋转。其直径为1mm。该前向推进器电机14:其为螺旋桨回转能的能量输出装备，固定在前向推进器电机座中。选用电压24V，转速为2000r/min的航模电机。该前向推进器拨片15 :流线体造型，可以在可动机翼7收拢后，近地近水飞行时，接触或者进入到表面起到降阻的作用。其高度为10_。该可动机翼滑轨导端固定片16 :通过内孔与可动机翼滑轨导端5的紧固配合，以及与可动机翼滑轨6的下表面、槽内侧面的表面配合，以期限制可动机翼滑轨导端5在可动机翼滑轨6内运动。内径为2_，夕卜径为3_。该可动机翼滑轨限位片17 :通过两侧対称的限位孔与大梁底座3相适应的位置 的限位孔通过螺栓连接，其内的突出端进入可动机翼滑轨6，限制可动机翼滑轨导端5在可动机翼滑轨6内的运动范围，防止可动机翼7飞出。其凸端直径为2_，伸出O. 5mm。展端长为4mm,宽为3mm,倒圆角为O. 5mm。两侧限位片相距3mm,直径为O. 5mm。见图3、图4、图7，所述III盘翼部分包括内壳体定位孔18、盘翼扇叶19、纵向穿越螺栓限位器20、纵向穿越螺栓21、内壳体固定螺栓22、底座导气槽23、盘翼电机25、盘翼电机固定螺母26、盘翼主转轴27、盘翼扇叶固定螺母28、盘翼扇叶固定螺栓29、盘翼传动轴30、盘翼电机固定螺栓31、盘翼电机限位片32、盘翼电机限位螺母33、内壳体固定螺母35、纵向穿越螺母36、盘翼导气片37、盘翼翼片38、盘翼扰片39、内壳体40和纵向穿越螺栓限位器固定孔46。它们之间的位置连接关系是纵向穿越螺栓21依次穿过底座24上均布的6个定位孔、纵向穿越螺栓限位器20、盘翼导气片37、盘翼翼片38、盘翼扰片39、内壳体40、大梁底座3，一方面被纵向穿越螺母36固定于底座24上，另ー方面被纵向穿越螺母4固定于大梁底座3上，同时大梁底座3与内壳体40上表面实现配合、底座24与内壳体40下表面实现配合。盘翼翼片38、盘翼扰片39分别被其上相対的ー组柔性的纵向穿越螺栓限位器20固定于纵向穿越螺栓21上。盘翼电机固定螺栓31分别依次穿过盘翼电机25的4个均布定位孔、底座24、盘翼电机限位片32被盘翼电机限位螺母33固定于底座24上并且与盘翼电机限位片32固连。3片盘翼扇叶19通过两组盘翼扇叶固定螺母28、盘翼扇叶固定螺栓29固定于盘翼主转轴27上，盘翼主转轴27通过与盘翼传动轴30的螺纹配合与盘翼电机25电机轴相连接。盘翼传动轴30通过盘翼电机限位片32的中心孔而被限位。该内壳体定位孔18,其以60°的幅角均勻分布于内壳体40上表面上,并且与内壳体40上表面留有6_的凸台以便干与气囊42限位孔配合，纵向穿越螺栓21将穿过内壳体定位孔18进而配合。该盘翼扇叶19，其在图上只为ー种实现方式，可以选用市面上成熟的带翼型扇叶或者“轴流式”扇型，要求对盘翼翼片38、盘翼扰片39可以产生升力；其可以采用铸铝，长度要求距离盘翼翼片38、盘翼扰片39达5mm距离，宽度根据盘翼翼片38、盘翼扰片39选择的翼型和内壳体40的设计而定，径向长度为28mm，高度为20mm，厚度以4mm为宜；该纵向穿越螺栓限位器20，其可以按照图7方式设计，采用橡胶制造，可以适当变形以适应盘翼翼片38、盘翼扰片39的翼型，固定后具有一定抗冲击、固定作用。该纵向穿越螺栓21，其依次穿过底座24、纵向穿越螺栓限位器20、内壳体定位孔18、纵向穿越螺母4，通过螺栓配合，对其上的连接件起到固定作用，采用铸铝或者炭基复合材料制作，内径为2mm，长度以适应垂直尾翼副翼2、底座24、内壳体40、高度为宜；该内壳体固定螺栓22，穿过底座24、内壳体40通过螺栓配合将二者紧固，采用铸铝或塑制，參照GB/T 6173-2000按照M2选用，伸出长度以旋合后稍露出螺栓为宜；该底座导气槽23，在底座24上以接近60°的圆弧均布，宽度为5mm，其每两段圆弧的间隙以满足结构强度为宜；该盘翼电机25，其为盘翼扇叶19、盘翼主转轴27、盘翼传动轴30回转的能量输出装备，通过盘翼电机固定螺母26、盘翼电机固定螺栓31穿过均布4个通孔的螺栓配合固定，具体规格按需在市场选购；该盘翼电机固定螺母26，与盘翼电机固定螺栓31配合，固定盘翼电机25，采用GB/T 6173-2000中相应的M3 MlO选用；该盘翼主转轴27，通过两组一对盘翼扇叶19、固定螺母28、盘翼扇叶固定螺栓29的螺栓配合固定于盘翼主转轴27上，盘翼主转轴27通过螺纹配合固定于盘翼传动轴30上，接受电机传来的扭矩，采用铸铝或塑制，高度需要适应内壳体40，径向满足盘翼扇叶19的配合要求；该盘翼扇叶固定螺母28,与盘翼扇叶固定螺栓29配合,固定盘翼扇叶19于盘翼主转轴上27，采用铸铝或塑制，參照GB/T 6173-2000按照M3选用；该盘翼扇叶固定螺栓29，与盘 翼扇叶固定螺母28配合，固定盘翼扇叶19于盘翼主转轴上27，采用铸铝或塑制，參照GB/T6173-2000按照M3选用；该盘翼传动轴30，通过螺纹副连接盘翼主转轴27，并且根据盘翼电机25的传动轴配合，传递扭转，其位置被盘翼电机25所限定，只能在电机中轴线上作转动，采用铸铝或塑制，高度以满足盘翼主转轴27的配合要求为宜；该盘翼电机固定螺栓31，通过与盘翼电机限位螺母螺栓33配合固定底座24、盘翼电机、盘翼电机限位片32的相对位置，采用铸铝或塑制，參照GB/T 6173-2000按照M3选用；该盘翼电机限位片32，其形状为正方形，中心开有与盘翼传动轴30相配合的中心孔(可以添加适当的滑动轴承润滑，视实际情况而定)，四角处均匀分布4个与盘翼电机固定螺栓31相适应的通孔，上有均布的四个与盘翼电机31固定螺栓相配合的空孔,位置被盘翼电机固定螺栓31和盘翼电机限位螺母33所限定。中心处有ー个与盘翼传动轴30上部相适应的经过精加工的限位孔，下表面与盘翼传动轴轴肩30 (或其上的滑动轴承)配合并具有较高表面粗糙度，具体根据GB/T6173-2000參照盘翼电机转速25选择，采用铸铝或塑制，长宽均为30mm，厚度2mm为宜；该盘翼电机限位螺母33,其通过与盘翼电机固定螺栓31的螺纹配合将盘翼电机25固定于底座24上，采用铸铝或塑制，參照GB/T6173-2000按照M3选用；该内壳体固定螺母35，其通过与内壳体固定螺栓22的螺纹配合将内壳体40固定于底座24上，采用铸铝或塑制，參照GB/T6173-2000按照M2选用；该纵向穿越螺母36，与纵向穿越螺栓21的螺纹配合，完成纵向穿越螺栓21的相应配合任务，采用铸铝或塑制，參照GB/T 6173-2000按照M2选用；该盘翼导气片37,其实际为与内壳体40统ー铸造或者一体成型而成,为内壳体40的一部分，因为其有功能上的特殊性，而将其単独列出。其与内壳体40之间有ー异形槽，可以将下部气流导入上部通过与内壳体40上部的极窄缝流出，改善盘翼进气ロ的气体流动情况；该盘翼翼片38，其断面形状为典型大升カ系数翼型，由设计需要可以略増大其弯度以改善其升力系数，其根据工作条件和实际情况确定，或者适当设计的大升力系数翼型，在实施中，參照需求选用大升力系数的机翼翼型，尽量増大升力，采用普通机翼的蒙皮骨架结构，或者用复合材料一体成型，环形内径根据内壳体40的情况和需求确定，流经它的气体通过翼型产生的升力是盘翼升力的直接和主要来源；该盘翼扰片39，其断面形状为弯度<5%，厚度< 12%的常规翼型，如NACA0012，參照需求选用一定升力系数的薄翼型或者无翼型，采用复合材料一体成型，环形内径根据盘翼翼片38选择，可以改善盘翼翼片38下的气体流场并附带ー些升力；该内壳体40，其外形是呈带内部空腔的壳体结构，其下部沿纵向有一突缘可以与底座导气槽23径向外侧配合，下部沿径向有一伸出突缘可以与底座24配合，并用螺栓穿过通孔连接二者，上部有6个均布的筋类结构，并有6个均布的通孔，可以与纵向穿越螺栓21配合，内部与盘翼导气片37实为一体结构(通过筋类结构延伸固定)，并且与盘翼导气片37构成特形空腔，通过纵向穿越螺栓21依次穿过内壳体定位孔18、大梁底座3,与纵向穿越螺母4形成螺栓配合，从而与大梁底3座相连接。另ー方面，通过内壳体固定螺栓22与内壳体固定螺母35形成螺栓配合，从而与底座24连接。采用铸铝或塑制，壳体内径与底座24相适应，壳体最小厚度为3mm为宜；该纵向穿越螺栓限位器固定孔46，其让M2的螺钉通过以便固定纵向穿越螺栓限位器20于纵向穿越螺栓21上。、见图3、图5，所述IV支座部分包括底座24、气囊定位孔34、气囊41、气囊限位孔42、气囊固定孔43和大梁限位孔44 ;它们之间的位置连接关系是底座24上的气囊定位孔34与气囊固定孔43通过螺栓连接实现底座24与气囊中部和气囊下部的定位。大梁底座3上的6个均布定位孔与气囊限位孔42通过螺栓连接实现气囊与大梁底座3的上表面和内侧面配合。该底座24 :其中心有一与盘翼电机25相适应的通孔，略沿径向有4个距中心6mm均布M2配合的通孔与25的定位孔相配合,使盘翼电机固定螺栓31通过底座24、盘翼电机25可以与盘翼电机固定螺母26相配合。其内有6个等幅角分布的底座导气槽23，以供气流导出，略沿径向有6个等幅角与6个底座导气槽23相错30度的通孔，使内壳体固定螺栓22可以通过并与盘翼电机25配合。在底座24边缘处，有6个等幅角与6个底座导气槽23相错30度分布的异形伸出板，在其上有6个位于中心线出的直径为2mm的通孔，其可以与气囊固定孔43配合，实现底座24与气囊41的连接。采用铸铝或塑制，厚度为2mm。该气囊定位孔34 :与气囊固定孔43配合，通过螺栓连接实现底座24与气囊41的连接。孔直径为2_。该气囊41 :尼龙制表层,厚约2_im,近地一方贴有2mm的加厚防磨贴片，内充He气(或氢气)，保持一定气压。内有43、42结构。该气囊限位孔42 :其可以让纵向穿越螺栓21穿过，并其内表面与内壳体定位孔18上表面配合，实现气囊上部分的固定。孔直径为1mm。该气囊固定孔43 :与气囊定位孔34配合，通过螺栓连接实现底座24与气囊41的连接。孔直径为2_。该大梁限位孔44:与底座相应处的预留孔相配合，使用螺栓连接，实现底座24与大梁底座3的连接。孔直径为2_。盘翼电机25启动后，气体在盘翼扇叶19带动下流向内部翼型，由于负压上部分气体流向盘翼，产生连续气流。盘翼翼片38和盘翼扰片39在连续气流冲击下，由于上下翼面气压和气体流动状况不同，产生升力，但由于盘翼为圆形，故气流产生的阻力可以在周向平衡，故在翼型迎角范围内，可以将盘翼翼片38的迎角调至最大升力点处对应的迎角。盘翼扰片39则改善盘翼翼片38下方气体流向,减少扰流，同时自身也具有一定升力。流经盘翼翼片38下方的气体经过盘翼扰片39后一小部分进入盘翼翼片38和盘翼扰片39的收缩缝隙，大部分冲击盘翼扰片39后流向盘翼扰片39与底座24的底座导气槽23，冲击而出，形成气垫。流经盘翼翼片38上方的气体在内壳体40的限制下流向气流交汇处，流经盘翼扰片39与盘翼翼片38间收缩缝隙的气流亦在此交汇。此处大部分气体流向盘翼翼片38与底座24的底座导气槽23，冲击而出，形成气垫。另外小部分气体随着内壳体40内部腔体向上流动，在顶部有一开阔腔体，气体在此囤积，一定时间后，气体连续地流向收缩端，高速喷出，此气体改善盘翼上方气体流向，造成低压带动更多的气体流向中心盘翼扇叶28,这些气体带动周围的气体，使得形成远大于从分叉处进入气体的气流量，并借此增大盘翼内部气流量和从底座导气槽23喷出的气体，增加升カ并加强气垫效应。飞行器可动机翼7为展开状态时是水平飞行状态，可动机翼7为收拢状态时为近地飞行状态。图10为ー种实现方法可动翼的传动方法。采用传动轴配合齿轮周转传动方式，可以參见市面上相关标准。其传动要求无论可动机翼7转过何种角度，保证前向推进器10的轴线指向为整机轴向方向，即向前推进。可动机翼舵机转过一定角度后，可动机翼7可以收入到与横向尾翼47契合，此时在盘翼的升力和可动机翼7转动重心改变作用下，整机与水平面形成一定正角度。在气垫作用下，整机悬浮于地表平面，在不换向的前向推进器作用下，整机向前推进，此为近地飞行状态。可使可动机翼7回至极限位置，此时机翼展向打开，在水平推进作用下，可动机翼7可产生一定升力，此时可以降低盘翼的转速，节省能源。
可动机翼7上的左右可动机翼副翼8偏转，左右气流作用力方向不一致，使飞行器产生偏角，可以完成大半径转弯。横向尾翼副翼I俯仰运动，可以对于整机重心产生向上或向下的カ矩，改变整机俯仰。垂直尾翼副翼2转过一定角度，在左右气流作用カ不均下，对于整机产生ー个横向力，可以使整机横向移动。所有舵机通过市面上典型的遥控器接收器控制，推荐采用PWM信号控制，电机、电调等选用根据实际情况确定。整机电池、负载、遥控器接收器安装在底座内壳体40上、气囊41内或者大梁底座3上，并实现配重。
权利要求
1.一种采用盘翼结合可变翼与气囊布局的小型组合式飞行器，其特征在于它是由尾翼部分、可变翼部分、盘翼部分和支座部分构成；尾翼部分通过可变翼部分大梁底座上的大梁限位孔固定在支座部分的底座上；可变翼部分位于盘翼部分上部，通过纵向穿越螺栓穿过大梁底座上的大梁六角限位孔，使得大梁底座与盘翼部分的内壳体上表面、外侧面配合，并实现可变翼部分与盘翼部分的固定连接；盘翼部分位干支座部分上部，盘翼部分的6个纵向穿越螺栓穿过支座部分的底座6个等分限位孔，实现盘翼部分与支座部分的连接；所述尾翼部分包括横向尾翼副翼(I)、垂直尾翼副翼(2)、横向尾翼(47)、垂直尾翼(48)和尾翼副翼转动轴(49);横向尾翼副翼(I)通过ー根尾翼副翼转动轴(49)连接于横向尾翼(47)上，其内侧面相互配合；垂直尾翼副翼(2)通过ー根尾翼副翼转动轴(49)连接于垂直尾翼(48)上,其内侧面相互配合；横向尾翼(47)和垂直尾翼(48)两者的位置相互垂直，互为(90)度；该横向尾翼副翼(I)的摆动采用市面上典型的航模舵机、舵角和连杆组合方式控制，按具体情况选购，其为飞行器飞行提供俯仰力矩；该垂直尾翼副翼(2)的摆动采用市面上典型的航模舵机、舵角和连杆组合方式控制，按具体情况选购，其为飞行器飞行提供偏航力矩；该横向尾翼(47)是横向固连于大梁底座(3)尾部的尾翼，其断面采用市面上的普适尾翼翼型或无翼型，厚度为I 4mm，材料为桐木或塑制，短边沿翼展方向内侧边30 120mm，外侧边20 110mm，单侧长边100 1800mm ;该垂直尾翼(48)是纵向固连于大梁底座(3)尾部的尾翼，其断面采用市面上的普适尾翼翼型或无翼型，厚度为I 4mm，材料为桐木或塑制，短边沿翼展垂直方向内侧边30 120mm，外侧边20 110mm，单侧长边110 1900mm ;该尾翼副翼转动轴49是穿过横向尾翼副翼I或垂直尾翼副翼(2)内部，并与其相固连，通过伸出部分轴向配合内连于横向尾翼(47)或垂直尾翼(48),实现-90° +90°自由转动，采用复合材料制造或塑制，參照GB/T按照Ml M4选用； 所述II可变翼部分包括大梁底座(3)、纵向穿越螺母(4)、可动机翼滑轨导端(5)、可动机翼滑轨(6)、可动机翼(7)、可动机翼副翼(8)、前向推进器定位孔(9)、前向推进器(10)、前向推进器电机座(11)、前向推进器桨叶(12)、前向推进器桨叶定位孔(13)、前向推进器电机(14)、前向推进器拨片(15)、可动机翼滑轨导端固定片(16)和可动机翼滑轨限位片(17);大梁底座(3)下方与内壳体(40)通过纵向穿越螺母(4)固连，前方两侧开可动机翼滑轨(6)和可动机翼滑轨导端(5)契合，可动机翼滑轨导端固定片(16)通过螺栓配合实现可动机翼滑轨导端(5)的固定，实现可动机翼(7)的角幅度旋转，后方连接尾翼部分；可动机翼副翼(8)通过嵌在可动机翼(7)上的转动轴安装定位，其相互连接和控制驱动方式參考横向尾翼副翼(I)、横向尾翼(47)、尾翼副翼转动轴(49)的配合安装方式；前向推进器定位孔(9)通过可动机翼滑轨导端固定于可动机翼(7)下方，从而实现前向推进器(10)的定位；前向推进器电机座(11)内固定前向推进电机(14)，前向推进器桨叶(12)通过前向推进器桨叶定位孔(13)连接于前向推进器电机(14)输出轴上，同时前向推进器电机座(11)下方连接有前向推进器拨片(15)，相应的可动机翼滑轨限位片(17)则是作为固定件通过其两侧的通孔固定于大梁底座(3)上，其凸出部分还与可动机翼滑轨(6)配合；该大梁底座(3)，采用可动机翼固定支座连接一体化设计，下方与内壳体(40)固连，前方两侧开有纵向穿越孔和可动机翼滑轨(6)，实现可动机翼的角幅度旋转，该大梁底座用于定位和固连作用，采用厚度为4 6_的桐木或塑制；该纵向穿越螺母(4)，穿过大梁底座(3)上的纵向穿越孔与纵向穿越螺栓(21)连接，起紧固连接大梁底座(3)与内壳体(40)的作用，根据国家标准采用GB/T 6173-2000M2 MlO相适应的螺母；该可动机翼滑轨导端(5)，为圆柱形，直接与可动机翼(7)固连，为可动机翼(7)的角幅度旋转，即可动机翼滑轨导端(5)在可变机翼滑轨(6)中滑动起导向作用，要求与可变机翼滑轨(6))有相应的齿啮合或者间隙配合；该可变机翼滑轨(6)为大于90°的弧形槽，与可动机翼滑轨导端(5)配合使用，使得可动机翼实现>90°平稳转动；该可动机翼(7)，其翼型剖面下弧线为一条直线的平凸翼型，升阻比大，飞行时较容易控制，适宜慢速飞行，滑翔性能好，为飞行器升降与平飞提供升力；在山地崎岖路面近地飞行时，实现绕大梁中靠后的一对对称六角限位孔的转动，并沿可动机翼滑轨(6)转动收拢至后方；其旋转收拢过程通过驱动内部啮合齿轮和可动机翼滑轨导端(6)与可动机翼滑轨的配合实现；可动机翼内部采用翼梁和桁条固定的翼片制作，并用复合材料制作蒙皮；该可动机翼的翼片采用厚度为3_的桐木或塑制制作，采用平凸翼型，弦长为50 500mm，等距分布；该可动机翼副翼(8)，其两端转动轴同尾翼副翼转动轴(49)，与可动机翼连接；该可动机翼副翼的翼片采用厚度为3 5_的桐木或塑制，采用平凸翼型，弦长为10 100mm;可动机翼副翼在增升的基础上，实现飞行器的俯仰、滚转和偏航；该前向推进器定位孔(9)，实现可动机翼(7)与前向推进器(10)的连接，具体规格根据飞行速度、电机功率具体需求而定；该前向推进器(10)，即为总体水平推进系统，包含前向推进器电机座(11)、前向推进器桨叶(12)、前向推进器桨叶定位孔(13)、前向推进器电机(14)和前向推进器拨片(15)结构；前向推进器电机(14)根据其自身特点安装于前向推进器电机座(11)上，与推进器整体连接，前向推进器桨叶(12)通过被前向推进器桨叶定位孔(13)固定而连接于前向推进器电机(14)主转轴上，前向推进器拨片(15)固连于推进器外売上；该前向推进器电机座(11)，用于前向推进电机的固定，具体规格根据电机规格而定，外径30 120mm,内径25 100mm,长30 300mm,底部为凹面的流线型设计，固定可靠；该前向推进器桨叶(12)，通过桨叶水平推力实现电机回转运动转换为飞行器水平运动，具体规格按需在市场选购；该前向推进器桨叶定位孔(13)，其为桨叶上的结构，通过该孔与电机输出轴连接，并在其侧面开孔固定于电机输出轴，带动螺旋桨旋转，亦可选取市面上成熟的桨保护器；该前向推进器电机(14)，其为螺旋桨回转能的能量输出装备，固定在前向推进器电机座中，具体规格按需在市场选购；该前向推进器拨片(15)，流线体造型，在可动机翼(7)收拢后接触到水平面，边面起到降阻的作用；该可动机翼滑轨导端固定片(16)，通过内孔与可动机翼滑轨导端(5)的紧固配合，以及与可动机翼滑轨(6)的下表面、槽内侧面的表面配合，以期限制可动机翼滑轨导端(5)在可动机翼滑轨￠)内运动；其滑轨为90 120°的弧形槽，宽度为2 5_;该可动机翼滑轨限位片(17)，是凸台形状，通过两侧对称的限位孔与大梁底座(3)相适应的位置的限位孔通过螺栓连接，其内的突出端进入可动机翼滑轨(6)，限制可动机翼滑轨导(5)端在可动机翼滑轨(6)内的运动范围，防止可动机翼 (7)飞出；所述III盘翼部分包括内壳体定位孔(18)、盘翼扇叶(19)、纵向穿越螺栓限位器(20)、纵向穿越螺栓(21)、内壳体固定螺栓(22)、底座导气槽(23)、盘翼电机(25)、盘翼电机固定螺母(26)、盘翼主转轴(27)、盘翼扇叶固定螺母(28)、盘翼扇叶固定螺栓(29)、盘翼传动轴(30)、盘翼电机固定螺栓(31)、盘翼电机限位片(32)、盘翼电机限位螺母(33)、内壳体固定螺母(35)、纵向穿越螺母(36)、盘翼导气片(37)、盘翼翼片(38)、盘翼扰片(39)、内壳体(40)和纵向穿越螺栓限位器固定孔(46);纵向穿越螺栓(21)依次穿过底座(24)上均布的6个定位孔、纵向穿越螺栓限位器(20)、盘翼导气片(37)、盘翼翼片(38)、盘翼扰片(39)、内壳体(40)、大梁底座(3)，一方面被纵向穿越螺母(36)固定于底座(24)上，另一方面被纵向穿越螺母(4)固定于大梁底座(3)上，同时大梁底座(3)与内壳体(40)上表面实现配合，底座(24)与内壳体(40)下表面实现配合；盘翼翼片(38)、盘翼扰片(39)分别被其上相対的ー组柔性的纵向穿越螺栓限位器(20)固定于纵向穿越螺栓(21)上；盘翼电机固定螺栓(31)分别依次穿过盘翼电机(25)的4个均布定位孔、底座(24)、盘翼电机限位片(32)，被盘翼电机限位螺母(33)固定于底座(24)上并且与盘翼电机限位片(32)固连；3片盘翼扇叶(19)通过两 组盘翼扇叶固定螺母(28)、盘翼扇叶固定螺栓(29)固定于盘翼主转轴(27)上，盘翼主转轴(27)通过与盘翼传动轴(30)的螺纹配合与盘翼电机(25)电机轴相连接；盘翼传动轴(30)通过盘翼电机限位片(32)的中心孔而被限位；该内壳体定位孔(18),其以60°的幅角均勻分布于内壳体(40)上表面上,并且与内壳体(40)上表面留有大于5mm的凸台以便干与气囊(42)限位孔配合，纵向穿越螺栓(21)将穿过内壳体定位孔(18)进而配合；该盘翼扇叶(19)，其在图上为一种实现方式，选用市面上成熟的带翼型扇叶或者“轴流式”扇型，要求对盘翼翼片(38)、盘翼扰片(39)产生升力；其采用铸铝或者塑制，长度要求距离盘翼翼片(38)、盘翼扰片(39)至少IOmm距离，宽度根据盘翼翼片(38)、盘翼扰片(39)选择的翼型和内壳体(40)的设计而定,在20mm IOOmm之间，厚度为为宜；该纵向穿越螺栓限位器(20)，采用橡胶制造以适应盘翼翼片(38)、盘翼扰片(39)的翼型，固定后具有一定抗冲击、固定作用；该纵向穿越螺栓(21)，其依次穿过底座(24)、纵向穿越螺栓限位器(20)、内壳体定位孔(18)、纵向穿越螺母(4)，通过螺栓配合，对其上的连接件起到固定作用，采用铸铝或者炭基复合材料制作，内径为2mm 10mm，长度以适应垂直尾翼副翼(2)、底座(24)、内壳体(40)高度为宜；该内壳体固定螺栓(22)，穿过底座(24)、内壳体(40)将二者紧固，采用铸铝或塑制，參照GB/T按照M2 MlO选用，伸出长度以旋合后露出螺栓为宜；该底座导气槽(23)，在底座(24)上以接近60°的圆弧均布，宽度为5mm 20mm，其每两段圆弧的间隙以满足结构强度为宜；该盘翼电机(25)，其为盘翼扇叶(19)、盘翼主转轴(27)、盘翼传动轴(30)回转的能量输出装备，通过盘翼电机固定螺母(26)、盘翼电机固定螺栓(31)穿过均布4个通孔的螺栓配合固定，具体规格按需在市场选购；该盘翼电机固定螺母(26),与盘翼电机固定螺栓(31)配合，固定盘翼电机(25),在GB/T中相应的M3 MlO选用；该盘翼主转轴(27)，通过两组一对盘翼扇叶(19)、固定螺母(28)、盘翼扇叶固定螺栓(29)的螺栓配合固定于盘翼主转轴(27)上，盘翼主转轴(27)通过螺纹配合固定于盘翼传动轴(30)上，接受电机传来的扭矩，采用铸铝或塑制，高度需要适应内壳体(40),径向满足盘翼扇叶(19)的配合要求；该盘翼扇叶固定螺母(28),与盘翼扇叶固定螺栓(29)配合，固定盘翼扇叶(19)于盘翼主转轴(27)上，采用铸铝或塑制，參照GB/T选择M2 M5选用；该盘翼扇叶固定螺栓(29)，与盘翼扇叶固定螺母(28)配合，固定盘翼扇叶(19)于盘翼主转轴上(27)，采用铸铝或塑制，參照GB/T选择M2 M5选用；该盘翼传动轴(30)，通过螺纹副连接盘翼主转轴(27)，并且根据盘翼电机(25)的传动轴配合，传递扭转，其位置被盘翼电机(25)所限定，只能在电机中轴线上作转动，采用铸铝或塑制，高度以满足盘翼主转轴(27)的配合要求为宜；该盘翼电机固定螺栓(31),通过与盘翼电机限位螺母螺栓(33)配合固定底座(24)、盘翼电机、盘翼电机限位片(32)的相对位置，采用铸铝或塑制，參照GB/T按照M3 MlO选用；该盘翼电机限位片(32)，其形状为正方形，中心开有与盘翼传动轴(30)相配合的中心孔，四角处均匀分布4个与盘翼电机固定螺栓(31)相适应的通孔，上有均布的四个与盘翼电机(31)固定螺栓相配合的空孔，位置被盘翼电机固定螺栓(31)和盘翼电机限位螺母(33)所限定；中心处有ー个与盘翼传动轴(30)上部相适应的经过精加工的限位孔，下表面与盘翼传动轴轴肩(30)配合并具有较高表面粗糙度，具体根据GB/T參照盘翼电机转速(25)选择，采用铸铝或塑制，长宽均为30mm 50mm，厚度2mm 5mm为宜；该盘翼电机限位螺母(33)，其通过与盘翼电机固定螺栓(31)的螺纹配合将盘翼电机(25固定于底座(24)上，采用铸铝或塑制，參照GB/T按照M3 MlO选用；该内壳体固定螺母(35)，其通过与内壳体固定螺栓(22)的螺纹配合将内壳体(40)固定于底座(24)上，采用铸铝或塑制，參照GB/T按照M2 MlO选用；该纵向穿越螺母(36)，与纵向穿越螺栓(21)的螺纹配合，完成纵向穿越螺栓(21)的相应配合任务，采用铸铝或塑制，參照GB/T按照M2 MlO选用；该盘翼导气片(37)，其实际为内壳体(40)的一部分，因为其有功能上的特殊性，而将其単独列出，其与内壳体(40)之间有ー异形槽，可以将下部气流导入上部通过与内壳体(40)上部的极窄缝流出，改善盘翼进气ロ的气体流动情況；该盘翼翼片(38)，其断面形状为典型大升カ系数翼型，由设计需要増大其弯度以改善其升力系数， 其根据工作条件和实际情况确定，在实施中，參照需求选用大升力系数的机翼翼型，増大升力，采用普通机翼的蒙皮骨架结构，或者用复合材料一体成型，环形内径根据内壳体(40)的情况和需求确定，流经它的气体通过翼型产生的升力是盘翼升力的直接来源；该盘翼扰片(39)，其断面形状为弯度< 5%，厚度< 12%的常规翼型，如NACA0012，參照需求选用ー定升カ系数的薄翼型或者无翼型，采用复合材料一体成型，环形内径根据盘翼翼片(38)选择，改善盘翼翼片(38)下的气体流场并附带ー些升力；该内壳体(40)，其外形是呈带内部空腔的壳体结构，其下部沿纵向有一突缘与底座导气槽(23)径向外侧配合，下部沿径向有一伸出突缘与底座(24)配合，并用螺栓穿过通孔连接二者，上部有6个均布的筋类结构，并有6个均布的通孔，与纵向穿越螺栓(21)配合，内部与盘翼导气片(37)实为一体结构并且与盘翼导气片(37)构成特形空腔，通过纵向穿越螺栓(21)依次穿过内壳体定位孔(18)、大梁底座(3)，与纵向穿越螺母(4)形成螺栓配合，从而与大梁底(3)座相连接；另一方面，通过内壳体固定螺栓(22)与内壳体固定螺母(35)形成螺栓配合，从而与底座(24)连接；采用铸铝或塑制，壳体内径与底座(24)相适应，壳体最小厚度为2mm 5mm为宜；该纵向穿越螺栓限位器固定孔(46)，其让Ml M2的螺钉通过以便固定纵向穿越螺栓限位器(20)于纵向穿越螺栓(21)上； 所述IV支座部分包括底座(24)、气囊定位孔(34)、气囊(41)、气囊限位孔(42)、气囊固定孔(43)和大梁限位孔(44);底座(24)上的气囊定位孔(34)与气囊固定孔(43)通过螺栓连接实现底座(24)与气囊中部和气囊下部的定位；大梁底座(3)上的6个均布定位孔与气囊限位孔(42)通过螺栓连接实现气囊与大梁底座(3)的上表面和内侧面配合；该底座(24),其中心有一与盘翼电机(25)相适应的通孔,沿径向有4个均布的通孔与盘翼电机(25)的定位孔相配合,使盘翼电机固定螺栓(31)通过底座(24)、盘翼电机(25),与盘翼电机固定螺母(26)相配合，其内有6个等幅角分布的底座导气槽(23)，以供气流导出，沿径向有6个等幅角与6个底座导气槽23)相错30度的通孔，使内壳体固定螺栓(22)通过并与 盘翼电机(25)配合；在底座(24)边缘处，有6个等幅角与6个底座导气槽(23)相错30度分布的异形伸出板，在其上有6个位于中心线出的直径为4mm IOmm的通孔，其与气囊固定孔(43)配合，实现底座(24)与气囊(41)的连接，采用铸铝或塑制，厚度为2mm 5mm为宜；该气囊定位孔(34)，与气囊固定孔(43)配合，通过螺栓连接实现底座(24)与气囊(41)的连接，孔直径以4mm IOmm为宜；该气囊(41)，尼龙制表层，厚约2mm 4mm，近地一方贴有2_的加厚防磨贴片，内充He气或氢气，保持一定气压，内有气囊固定孔(43)、气囊限位孔(42)结构；该气囊限位孔(42)，让纵向穿越螺栓(21)穿过，并其内表面与内壳体定位孔 上(18)表面配合，实现气囊上部分的固定；该气囊固定孔(43)与气囊(34)定位孔配合，通过螺栓连接实现底座(24)与气囊(41)的连接，孔直径以4mm IOmm为宜；该大梁限位孔(44)，与底座相应处的预留孔相配合，使用螺栓连接，实现底座(24)与大梁底座(3)的连接，孔直径以4mm IOmm为宜。
全文摘要
一种采用盘翼结合可变翼与气囊布局的小型组合式飞行器，它由尾翼部分、可变翼部分、盘翼部分和支座部分构成；尾翼部分通过可变翼部分大梁底座上的大梁限位孔固定在支座部分的底座上；可变翼部分位于盘翼部分上部，通过纵向穿越螺栓穿过大梁底座上的大梁六角限位孔，使得大梁底座与盘翼部分的内壳体上表面、外侧面配合，并实现可变翼部分与盘翼部分的固定连接。盘翼部分位于支座部分上部，盘翼部分的6个纵向穿越螺栓穿过底座的6个等分限位孔，实现盘翼部分与支座部分的连接。本发明采用盘翼技术和可变翼技术，是一种全天候的垂直起飞、水平飞行、海面快速漂浮的中型飞行器。它适用于海难搜救，低高空巡航和复杂地形行进，能满足多种任务需求。
文档编号B64C39/06GK102673787SQ20121012245
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者周号益, 李人杰, 王新升, 王晓慧, 罗帅民, 高艺航 申请人:北京航空航天大学