固定翼无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，具体的涉及一种固定翼无人机。

背景技术：

现有的商用型固定翼无人机，飞行速度快、机动性强，这些优势在增加其使用范围的情况下，也造成了固定翼无人机操作难度大、损毁几率高等问题。

现有的小飞机固定翼无人机主要有两类：

1)双电机无舵面式无人机

这类飞机为大展弦比机翼布局的滑翔机，通过双电机差动控制方向，通过增减油门控制飞机俯仰。这类飞机飞行速度适中、机动性差(转弯半径大)、俯仰控制难度大，当飞机转弯时，通过双电机速度差产生飞机转弯所需的偏转力矩，但机动飞行时，电机差速过大容易造成动力下降而飞行高度急剧降低。起飞场地要求较高，需在较大场地飞行，且无法机动飞行，给用户带来的乐趣较低。

2)单电机有舵面式无人机

这类飞机的典型设计通常为前置电机、方向舵、升降舵式布局。通过前置单电机提供动力，通过升降舵控制俯仰姿态，通过方向舵控制航向。

单电机动力较差，因此相对于双电机无舵面式无人机，单电机有舵面式无人机对整机重量限制更加严格(一般重量低于30g)。现有的微型舵机、舵杆、摇臂等总重量一般不低于8g，方向舵机构和升降舵机构总重不低于17g，由这些部件组装后得到的整机总重常常会超过30g。由于翼载荷较大而影响整机的操作性。若使用电磁舵替代传统的机械舵机，可大幅度降低重量，但是电磁舵通常无法实现比例控制，且扭矩较小，造成飞行控制姿态不平稳(上下摆动、左右摆动)。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种固定翼无人机，该实用新型解决了现有无人机对飞行场地要求过高，无法机动飞行；整机重量要求高，飞行姿态控制不平稳的技术问题。

本实用新型提供一种固定翼无人机，包括机身、设置于机身前部的机翼、垂直插设于机身尾部的垂尾、平行机身插设于机身尾部的平尾和用于控制升降舵的升降机构，机身前部中空形成腔体，腔体内容纳放置用于提供电源的电源、控制板和舵机，电源与控制板相连接，控制板与舵机相连接，舵机放置于机身的重心后部；平尾的中部设置升降舵，升降舵的外端线与平尾的外端线平齐，升降机构的一端与舵机控制连接，另一端与升降舵相连接；机翼的迎风面上对称成对地设置电机，电机与螺旋桨相连接。

进一步地，机翼的翼展为475.1mm，机翼上反角3°；机身长413mm，跟梢比1.46:1，展弦比4.8:1。

进一步地，机身长度与机翼的翼展比为1:1.1～1:1.2。

进一步地，机身长度与机翼的翼展比为1:1.15。

进一步地，平尾面积占机翼面积的25％，平尾安装角为-1.5°。

进一步地，升降舵舵面面积占平尾总面积的14％～20％。

进一步地，舵机重量为2.5g。

进一步地，垂尾面积占机翼总面积的10％。

进一步地，电机包括空心杯电机和减速齿轮，空心杯电机安装于机翼内，空心杯电机的输出端上绕设减速齿轮，螺旋桨插入端的齿轮与减速齿轮相啮合。

进一步地，螺旋桨轴线与机身轴线的夹角为3°～8°。

本实用新型的技术效果：

本实用新型提供固定翼无人机，通过调整舵机的位置和升降机构与升降舵的位置，从而在固定翼机体上实现了较好的操作控制性。使用了重量较小的发动机也仍然能实现较好的控制。

本实用新型提供固定翼无人机，操作简单，飞行性能好。飞行稳定性好，不易失速、坠机。机动性好，动力强劲，可完成机动飞行动作和特技动作。结构简单，可靠性高。

具体请参考根据本实用新型的固定翼无人机提出的各种实施例的如下描述，将使得本实用新型的上述和其他方面显而易见。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例固定翼无人机的主视剖面示意图；

图2是本实用新型优选实施例固定翼无人机的俯视剖面示意图。

图例说明：

100、机身；110、电源；120、控制板；130、舵机；200、平尾；210、升降机构；220、升降舵；300、垂尾；400、机翼；410、电机；411、螺旋桨。

具体实施方式

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

参见图1～2，本实用新型提供的固定翼无人机，包括机身100、设置于机身100前部的机翼400、垂直插设于机身100尾部的垂尾300和平行插设于机身100尾部的平尾200。机身100前部中空形成腔体。腔体内容纳放置电源110、控制板120和舵机130。电源110与控制板120相连接。控制板120与舵机130相连接。平尾200的中心轴与机身100的中心轴相重合。平尾200的中部设置升降舵220。升降舵220的外端与平尾200的外端线平齐。舵机130通过升降机构210与升降舵220控制连接。舵机130放在机身100内部腔体的(重心后方)。此处的电源110可以为电池、锂电池等蓄电池设备。

参见图2，机翼400从机身100向外水平延伸形成。机翼400的迎风面上对称成对地设置电机410。电机410与螺旋桨411相连接。机翼400的中轴线与机身100的中轴线重合。

本实用新型提供的固定翼无人机通过电机410差动控制方向，升降舵220控制俯仰姿态，机动飞行时可通过升降舵220补偿，以避免方向差动造成的飞行高度下降(俗称“掉高”，造成原因为差速时动力下降而升力损失)。从而在能实现机动飞行的情况下，实现对无人机姿态的平稳控制。本实用新型提供的固定翼无人机整机布局为：展弦比4～5，根梢比1.4：1，双发、电机410间距190mm，无副翼，无方向舵，有升降舵220。

优选的，机翼400翼展475.1mm，机翼400上反角3°，机身100长413mm，跟梢比1.46：1，展弦比4.8：1。按此设置该无人机的姿态控制平稳，能在各种飞行场地实现机动飞行，提高飞行乐趣。尤其是当机翼400的上反角为3°时，可有效增加飞机的横滚稳定性，避免操作者误操作造成的飞机失速、掉高等问题。

优选的，机身100长度与机翼400翼展比为1：1.1～1：1.2。当这个比例小于1：1.1时，机翼400过长，导致飞机横向稳定性过大，飞机机动性不足，操作性变差；当这个比例大于1：1.2时，机身100过长，导致飞行速度过快，稳定性不足，飞机操作难度大大增高。更优选为1：1.15。此时比例适中，稳定性较好，机动性和飞行速度适中，操作性和娱乐性较好。

优选的，平尾200面积占机翼400面积的25％，平尾200安装角为-1.5°。可以有效提高飞机的俯仰稳定性，并使飞机平飞过程始终保持一定的攻角(飞机轴线水平夹角，合适的攻角会增加飞机升力，较低飞机飞行速度)。

优选的，升降舵220舵面面积占平尾200总面积的14％～20％。作为操纵舵的升降舵220按此设置舵面面积，有利于提高无人机的机动能力。

优选的，舵机130重量为2.5g。这种舵机130扭力大、力矩大，舵机130放在机身100内部腔体的(重心后方)，升降机构210放置在升降舵220上方，可有效保护舵机130和升降机构210，避免飞机降落时造成的损伤。

优选的，垂尾300面积占机翼400总面积的10％。可提高飞机的横向稳定性，又不会造成飞机较大的损失飞机的机动性，提高操作的体验感和娱乐性。

优选的，电机410包括空心杯电机410和减速齿轮，空心杯电机410安装于机翼400内，空心杯电机410的输出端上绕设减速齿轮，螺旋桨411插入端的齿轮与减速齿轮相啮合。通过采用普通空心杯电机410和减速齿轮的组合作为电机410，能大大提高了飞机的动力，更高的动力有利于提高飞机的操作性。

优选的，电机410安装角，即螺旋桨411轴线与机身100轴线的夹角为3°～8°。可以保证飞机有足够的飞行攻角，便于飞机完成更多的机动性动作和特技动作，提高操作者的乐趣。

本领域技术人员将清楚本实用新型的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本实用新型的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本实用新型，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本实用新型并不限于所公开的实施例。

通过对附图，说明书和权利要求书的研究，在实施本实用新型时本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他步骤或元素，而不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。在彼此不同的从属权利要求中引用的某些措施的事实不意味着这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求书中的任何参考标记不构成对本实用新型的范围的限制。