一种组合涵道飞行器结构的制作方法

本发明涉及飞行器，属于飞行器技术领域，更具体地说，本发明涉及一种组合涵道飞行器结构。

背景技术：

无人飞行器按功能可分为固定翼类、旋翼类和涵道类，涵道飞行器是目前较前沿的飞行器。

涵道类飞行器目前常见多为单体涵道，仅适用于低空低速飞行，且受限于单台发动机功率及转动惯量等问题，单体涵道载重能力无法有较大的提升，且结构较为复杂。

涵道飞行器采用的都是涵道内安装螺旋桨推进器(简称螺旋桨)，通过发动机提供动力使螺旋桨旋转，产生推力使飞行器脱离地面，若采用单组螺旋桨，则螺旋桨高速旋转时会产生一个反向扭矩，必须在涵道内安装平衡反扭装置抵消反扭矩，这就增加了系统复杂程度且降低了涵道内气动效率。若使用双组螺旋桨推进器对转相互抵消自身反扭矩，则螺旋桨推进效率会有所降低，且需增加涵道深度尺寸满足双螺旋桨安装空间。

当前市面上涵道飞行器多为单涵道结构，多为针对某个特定需求研制，任务载荷、使用环境等较为单一，不能实现多用途，同时现有涵道飞行器很多结构设计都不符合流体设计，其飞行时不仅空气阻力较大，能耗高，且由于空气的阻挡摩擦，噪声较大，而且外部长久使用后极易损坏。

技术实现要素：

基于以上技术问题，本发明提供了一种组合涵道飞行器结构，从而解决了以往涵道飞行器结构复杂、成本高、空气阻力大及能耗高的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种组合涵道飞行器结构,由组合涵道中心体和N个单涵道飞行体组成，N个单涵道飞行体对称均匀设置在组合涵道中心体外侧，所述N个单涵道飞行体环形相接，与组合涵道中心体共同组成圆环形的组合涵道飞行器；

其中，

所述组合涵道中心体内部中空形成内置空腔；

所述单涵道飞行体包括扇形的单涵道飞行体主体，单涵道飞行体主体中部设有涵道，涵道内从下往上依次设置有反扭矩栅格舵、动力装置及用于支撑动力装置的支撑件；

N为大于四的偶数。

进一步的，所述组合涵道中心体包括上端开口的圆筒，圆筒上端可拆卸的连接有弧形筒盖。

进一步的，所述N个单涵道飞行体与组合涵道中心体均为可拆卸连接。

进一步的，所述反扭矩栅格舵包括多个均匀排列的栅格滑流舵，多个栅格滑流舵通过铰接栅格滑流舵连杆连为一体并实现联动，所述栅格滑流舵两端均设置有舵面转轴，舵面转轴可转动的插接到单涵道飞行体上，多个所述栅格滑流舵中的任意一个栅格滑流舵的舵面转轴还通过转动杆连接有驱动伺服舵机。

进一步的，所述动力装置包括螺旋桨推进器及与螺旋桨推进器连接的驱动件。

进一步的，所述驱动件为电机或油机。

进一步的，所述支撑件包括与动力装置连接的圆筒座、与圆筒座连接的多个支脚，多个支脚均匀分布且卡在涵道上端开口，所述圆筒座内部为中空结构。

进一步的，所述圆筒座为半椭圆结构。

进一步的，所述单涵道飞行体主体下端还设置有起落架。

与现有技术相比，本发明的有效效果是：

1、本发明结构简单，单涵道飞行体环形相接，与组合涵道中心体共同组成圆环形的组合涵道飞行器，从而形成流线型设计，能够减少空气阻力和噪声，降低了能耗。

2、本发明单涵道飞行体和组合涵道中心体可拆卸连接，装卸和运输方便，能够根据需要选择单涵道飞行体数量，满足不同载重和用途的需求，适用性更强。

3、本发明的组合涵道中心体和圆筒座内部均为空腔结构，可以用于放置飞行器所需的电器件和燃料，无需再设计其它安装结构，结构更为简单。

4、本发明省略了现有平衡反扭装置，使用了全新结构的反扭矩栅格舵实现反扭矩的平衡，从而平衡更快捷准确，且减少了平衡需要的能耗，保证飞行器满足垂直起降、平稳飞行的要求，飞行状态改变快捷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构分解示意图；

图3是组合涵道中心体的剖视图；

图4是单涵道飞行体的结构示意图；

图5是支撑件的结构示意图；

图6是反扭矩栅格舵的结构示意图；

图7是反扭矩栅格舵的气流方向示意图，箭头表示气流方向；

图中的标号分别表示为：1、组合涵道中心体；2、单涵道飞行体；3、弧形筒盖；4、圆筒；5、涵道；6、单涵道飞行体主体；7、反扭矩栅格舵；8、起落架；9、支撑件；10、驱动件；11、螺旋桨推进器；12、圆筒座；13、支脚；14、栅格滑流舵；15、舵面转轴；16、栅格滑流舵连杆；17、驱动伺服舵机；18、转动杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1-图4所示，一种组合涵道飞行器结构,由组合涵道中心体1和N个单涵道飞行体2组成，N个单涵道飞行体2对称均匀设置在组合涵道中心体1外侧，所述N个单涵道飞行体2环形相接，与组合涵道中心体1共同组成圆环形的组合涵道飞行器结构；

其中，

所述组合涵道中心体1内部中空形成内置空腔；

所述单涵道飞行体2包括扇形的单涵道飞行体主体6，单涵道飞行体主体6中部设有涵道5，涵道5内从下往上依次设置有反扭矩栅格舵7、动力装置及用于支撑动力装置的支撑件9；

N为大于四的偶数。

本发明的组合涵道飞行器结构整体呈圆环形结构，从而使其符合流线型设计，能够减少空气阻力和噪声，N个单涵道飞行体2环形相接，无间隙存在，且组合涵道中心体1外侧均匀对称设置N个单涵道飞行体2，N为大于四的偶数，从而保证飞行器结构重心平衡，其在飞行时能保持平稳，并可通过调节单涵道飞行体数量，使其满足要求的同时减少自重，降低能耗。

本发明飞行器结构主要通过N个单涵道飞行体2提供动力，通过改变流过涵道5的气体流向和流速，控制飞行器的整体飞行状态，动力装置为飞行器提供动力，反扭矩栅格舵5则主要用于保持飞行器平衡，用于平衡飞行器的反扭矩。

本发明的组合涵道中心体1内部中空形成内置空腔，内置空腔内可以设置为动力装置提供燃料和能量的油箱和驱动电源，也可以设置用于控制飞行的姿态传感器、飞行控制器、GPS定位装置等，从而简化了结构。

本发明组合涵道中心体1包括上端开口的圆筒4，圆筒4上端可拆卸的连接有弧形筒盖3。圆筒4和弧形筒盖3均采用圆弧形结构，则形成流线型外壁，在保证飞行平稳的同时也减少了空气阻力和噪音，降低了能耗；且二者为可拆卸方式连接，装卸内部件十分方便。

为了方便装卸和运输，随时调节单涵道飞行体数量，N个单涵道飞行体2与组合涵道中心体1均为可拆卸(如插接、扣接、螺栓连接或粘接等)连接。

如图6、图7所示，作为单涵道飞行体2的重要组成部分，所述反扭矩栅格舵7包括多个均匀排列的栅格滑流舵14，多个栅格滑流舵14通过铰接栅格滑流舵连杆16连为一体并实现联动，所述栅格滑流舵14两端均设置有舵面转轴15，舵面转轴15可转动的插接到单涵道飞行体2上，多个所述栅格滑流舵14中的任意一个栅格滑流舵14的舵面转轴15还通过转动杆18连接有驱动伺服舵机17。多个栅格滑流舵14通过舵面转轴15插接到单涵道飞行体2上，位于涵道5最下端，上端是动力装置，动力装置产生的下洗气流会经过栅格滑流舵14；多个栅格滑流舵14通过栅格滑流舵连杆16连为一体，并且二者铰接，通过栅格滑流舵连杆16可以保证所有的栅格滑流舵14转动位置相同，即实现联动，当驱动伺服舵机17驱动转动杆18转动时，转动杆18带动栅格滑流舵14的舵面转轴15转动，在栅格滑流舵连杆16作用下，实现所有的栅格滑流舵14转动相同角度，改变通过栅格滑流舵14的下洗气流方向，从而可以改变飞行器飞行状态，并通过栅格滑流舵14偏转角度调节其受到的反作用，进而平衡飞行器因动力装置转动而带来的反扭矩。本发明省略了现有技术复杂的平衡反扭装置，使用了全新结构的反扭矩栅格舵7实现反扭矩的平衡，从而平衡更快捷准确，且减少了平衡需要的能耗，保证飞行器使用时满足垂直起降、平稳飞行的要求。

上述的动力装置包括螺旋桨推进器11及与螺旋桨推进器11连接的驱动件10。螺旋桨推进器11在驱动件10的带动下旋转，产生向下的下洗气流，为飞行器提供动力。

上述的驱动件10为电机或油机。电机或油机与螺旋桨推进器11连接用于控制螺旋桨推进器11旋转，可以根据实际需要选择。

为进一步详细说明单涵道飞行体2的结构，所述支撑件包括与动力装置连接的圆筒座12、与圆筒座12连接的多个支脚13，多个支脚13均匀分布且卡在涵道5上端开口，所述圆筒座12内部为中空结构。圆筒座12设计成内部中空的结构，其内部空腔可以设置动力装置所需的动力装置调速开关组件，简化了结构，并通过多个支脚13均匀分布且卡在涵道5上端开口将动力装置卡紧在单涵道飞行体主体6，使得其装卸方便，并且支脚13之间留有足够的空间，能增大动力装置所需的气流流动空间，使得飞行器飞行更加平稳，不会出现断流、进气不畅的问题。

当驱动件10采用电机时，动力装置调速开关组件为电子调速器，用于开闭电机和调节电机转速；当驱动件10采用油机时，动力装置调速开关组件包括CDI点火器和油门控制伺服舵机，CDI点火器用于油机点火，而油门控制伺服舵机则控制油机油门从而调节油机转速，为了保证油机的长久使用，动力装置调速开关组件还可设置为油机提供燃料的副油箱，保证油机燃料充足。

上述圆筒座12为半椭圆结构，原理与组合涵道中心体1一样，用于简化结构，减少空气阻力。

本发明为了保证飞行器在飞行降落时安全，在所述单涵道飞行体主体6下端还设置有起落架8。起落架8能起到缓冲卸力的作用，减少飞行器降落时的撞击。

具体实施例

如图1-7所示，一种组合涵道飞行器结构,由组合涵道中心体1和八个单涵道飞行体2组成，八个单涵道飞行体2对称均匀设置在组合涵道中心体1外侧，所述八个单涵道飞行体2环形相接，与组合涵道中心体1共同组成圆环形的组合涵道飞行器结构；所述组合涵道中心体1内部中空形成内置空腔；所述单涵道飞行体2包括扇形的单涵道飞行体主体6，单涵道飞行体主体6中部设有涵道5，涵道5内从下往上依次设置有反扭矩栅格舵7、动力装置及用于支撑动力装置的支撑件9；所述组合涵道中心体1包括上端开口的圆筒4，圆筒4上端可拆卸的连接有弧形筒盖3；所述八个单涵道飞行体2与组合涵道中心体1均为可拆卸连接；所述反扭矩栅格舵7包括多个均匀排列的栅格滑流舵14，多个栅格滑流舵14通过铰接栅格滑流舵连杆16连为一体并实现联动，所述栅格滑流舵(14)两端均设置有舵面转轴15，舵面转轴15可转动的插接到单涵道飞行体2上，多个所述栅格滑流舵14中的任意一个栅格滑流舵14的舵面转轴15还通过转动杆18连接有驱动伺服舵机17。所述动力装置包括螺旋桨推进器11及与螺旋桨推进器11连接的驱动件10；所述驱动件10为油机；所述支撑件包括与动力装置连接的圆筒座12、与圆筒座12连接的四个支脚13，四个支脚13均匀分布且卡在涵道5上端开口，所述圆筒座12内部为中空的半椭圆结构；所述单涵道飞行体主体6下端还设置有起落架8。

如上所述即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。