一种四涵道旋翼无人机的制作方法

本实用新型涉及无人飞行器设计领域，特别涉及一种四涵道旋翼无人机。

背景技术：

汽油动力四涵道垂直起降无人机系统(以下简称四涵道)是依托相关成熟技术，以国家战略背景和无人机发展背景为需求研发的多功能小型无人机系统。当前的多旋翼垂直起降无人机多存在航时短、载重小、安全性不高等缺陷。特别是在高端民用及军贸领域市场，针对安保、反恐、边境巡逻及武装作战等使用领域的无人机研发还有待拓展。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供了一种四涵道旋翼无人机，以解决现有多旋翼无人机存在的至少一个问题。

本实用新型的技术方案是：

一种四涵道旋翼无人机，包括：

机体；

燃油发动机，固定设置在所述机体内部；

四个涵道旋翼总成，沿同一圆周方向均匀分布固定在所述机体外侧，且位于同一水平面内；

齿轮箱，包括一个第一齿轮以及沿同一平面布置且依次啮合的四个第二齿轮，所述第一齿轮一端端部为伞齿轮结构，另一端具有输入轴；四个所述第二齿轮的一端端部均设置有正齿轮结构，依次通过正齿轮相啮合，四个所述第二齿轮的另一端设置有旋翼输出轴；其中一个所述第二齿轮的具有正齿轮结构的一端端部还设置有与所述第二齿轮相啮合的伞齿轮结构；

第一同步带，设置在所述燃油发动机的输出轴与所述第一齿轮的输入轴之间；

第二同步带，设置在一个所述第二齿轮的旋翼输出轴与一个所述涵道旋翼总成的螺旋桨转轴之间。

优选的，所述机体中间偏上部位置处设置有一个集中安装舱，所述燃油发动机和齿轮箱固定设置在所述集中安装舱内部。

优选的，所述涵道旋翼总成包括涵道以及设置在所述涵道内的螺旋桨。

优选的，所述燃油发动机为四缸四冲程发动机。

优选的，所述燃油发动机内部设置有增压装置。

优选的，所述机体的底部固定设置有雪橇式起落架。

优选的，所述的四涵道旋翼无人机还包括：

燃油箱，设置在所述机体底部，与所述燃油发动机连接，用于为所述燃油发动机提供燃油。

优选的，所述机体的底部固定设置有设置悬挂架。

优选的，所述的四涵道旋翼无人机还包括飞行器管理计算机，设置在所述机体内部，用于控制四涵道旋翼无人机飞行。

本实用新型的优点在于：

本实用新型的四涵道旋翼无人机，采用燃油发动机作为动力源，通过四个高效涵道风扇带动无人机完成垂直起降等飞行任务，具有大载重、长航时、高安全、使用范围广等特点；并且，通过单一发动机带动四个涵道旋翼总成工作，使得操控性、抗风性能大幅提升。

附图说明

图1是本实用新型四涵道旋翼无人机的结构示意图；

图2是本实用新型四涵道旋翼无人机的结构简图；

图3是本实用新型四涵道旋翼无人机齿轮箱的结构简图。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

下面结合附图1-图3对本实用新型四涵道旋翼无人机做进一步详细说明。

本实用新型提供了一种四涵道旋翼无人机，可以包括机体1、动力系统、任务系统、飞行器管理系统、数据链系统等，通过气动外形设计，总体布置完成无人机的总体布局，并通过各机载系统完成对飞机的控制。

机体1：

全机共有四个涵道旋翼总成3，中间偏上部位置处设置有一个集中安装舱11，集中安装舱11内可以布置发动机、惯性导航、任务机、电池、配电盒、齿轮箱4、光电系统等。另外，集中安装舱11上口盖通过可拆卸方式连接，以方便维护。机体中间下部安装有燃油箱13、悬挂架14和雪橇式起落架12；其中，悬挂架14数量可以根据需要进行适合的设置，并且可以用于选择多种时候的部件，本实施例中，悬挂架14为两个，可以用于悬挂武器。

动力系统中又可以包括涵道旋翼总成3、发动机系统、燃油系统、传动装置、变距机构以及电源。

涵道旋翼总成3可以包括涵道31以及设置在涵道31内的螺旋桨32。其中，涵道31具有保护螺旋桨32、提高螺旋桨气动效率的作用，同时涵道唇口能产生升力，涵道唇口应与机身协同设计，以减小气动干扰。螺旋桨32为可变距螺旋桨，转速固定，能够通过改变螺旋桨总距改变升力和力矩；另外，螺旋桨32又具有螺旋桨转轴。

发动机系统在包括燃油发动机2以及启动控制盒等；燃油发动机2优选采用四缸四冲程发动机，为了满足使用要求，燃油发动机2进行电启动改装，并增加电喷和增压装置，以提高飞机的高原适应能力。并且，燃油发动机2还配备启动控制盒、发动机转速采集装置等，启动控制盒又配置接触器。

燃油系统能够为燃油发动机2提供可靠供油，主要由燃油箱13、加油管路、外部供油管路、加/供油流量传感器和重锤供油部件构成，各部件之间的连接方式可以采用已知的连接方式，不再具体赘述。

传动装置初步采用齿轮皮带传动，包括齿轮箱4、同步带等。

齿轮箱4包括一个第一齿轮41以及沿同一平面布置且依次啮合的四个第二齿轮42，第一齿轮41一端端部为伞齿轮结构，另一端具有输入轴；四个第二齿轮42的一端端部均设置有正齿轮结构，依次通过正齿轮相啮合，四个第二齿轮42的另一端设置有旋翼输出轴；其中一个第二齿轮42的具有正齿轮结构的一端端部还设置有与第二齿轮42相啮合的伞齿轮结构。

同步带包括一根第一同步带21和四根第二同步带43。第一同步带21设置在燃油发动机2的输出轴与第一齿轮41的输入轴之间；第二同步带43设置在一个第二齿轮42的旋翼输出轴与一个涵道旋翼总成3的螺旋桨转轴之间，即每一个第二齿轮42与对应侧的一个涵道旋翼总成3之间设置一根第二同步带43。

通过第一同步带21将燃油发动机2的输出轴连接到齿轮箱4第一齿轮41的输入轴上，达到传递功率和调整转数的目的，齿轮箱4内部通过相匹配的锥齿轮结构(第一齿轮41的伞齿轮结构与一个第二齿轮42的伞齿轮结构)将转动方向由水平改为竖直，同时通过四个第二齿轮42的正齿轮结构相互啮合，保证转动方向(两两相对)并实现四个动力输出，通过四根第二同步带43将转速和功率传递给螺旋桨转轴，带动螺旋桨32转动。

变距机构：

本年实用新型可变距螺旋桨可以采用已知的多种适合的变距方式，本实施例中，优选采用中心拉杆变距方式。

电源可以包括设置在集中安装舱11内部的主发电机和备用电池；飞机系统动力主要来源于主发电机和备用电池，主发电机提供交流电源输出，经过配电盒变换为28V一次电源，为飞管系统、链路系统和任务系统供电，配电盒同时输出舵机电源。配电盒实现发动机CDI供电和发动机转速采集功能，通过RS422总线同飞行器管理计算机进行信息交互，实现电源的监控、供电时序及并网控制。

任务系统：

任务系统中主要包括任务计算机、悬挂架14等，悬挂架14可以根据不同运用需求悬挂不同的器具；任务计算机可以用于控制悬挂架14上对应的部件。

飞行器管理系统：

飞行器管理系统包括飞行器管理计算机、执行机构、传感器系统和链路系统构成，用于对四涵道旋翼无人机的飞行进行控制。

数据链系统：

数据链系统选用成熟商用链路，同步研制多址链路，以实现至少同时控4机(2个小组)的需求。

当前国内的多旋翼垂直起降无人机多存在航时短、载重小、系统稳定性差、安全性不高等缺陷。电动无人机的航时一般在30分钟以内，载荷能力也多不尽如人意，一般为20kg以内。

本实用新型的四涵道旋翼无人机，采用燃油发动机2作为动力源，通过四个高效涵道风扇带动无人机完成垂直起降等飞行任务，具有大载重、长航时、高安全、使用范围广等特点。并且，通过单一发动机带动四个涵道旋翼总成3工作，使得操控性、抗风性能大幅提升。另外，本实用新型的四涵道旋翼无人机续航时间可达1小时以上，高效的涵道设计配以大功率发动机，使其载荷能力可达70kg。进一步，四个涵道螺旋桨32包裹于涵道之内最大限度的减少对人员的伤害概率。通过对发动机加装增压系统，将会大大提高飞机的高原适应能力。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。