长航时混合动力无人机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种油电混合动力无人机领域领域的技术，具体是一种长航时混合动力无人机。
【背景技术】
[0002]大多数小型无人机采用锂电池为动力，存在航时短、航程近的缺陷；而采用汽油、甲醇等燃料的发动机可靠性比电机低，存在容易熄火、发生事故后易燃易爆等不足。现有的小型无人机一般为单一动力系统，多为锂电池或使用汽油、甲醇等燃料的内燃机，没有同时使用锂电池与甲醇两种动力的无人机。
[0003]双发动机飞机两个发动机一般布置在机翼上，如果一个发动机熄火，会出现由于发动机推力不平衡发生的航线偏转，危及飞行安全。
[0004]大多数小型无人机采用锂电池为动力，存在航时短、航程近的缺陷；而采用汽油、甲醇等燃料的发动机可靠性比电机低，存在容易熄火、发生事故后易燃易爆等不足。发动机在布置在机翼上的双发动机飞机在一个发动机熄火之后继续飞行，会出现由于发动机推力不平衡发生的航线偏转，使飞机安全性降低。
[0005]经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101837835A公开(公告)日2010.09.22，公开了一种适用于人工影响天气的无人机系统，包括两台发动机，一台前拉式发动机与无人机机头连接，提供前向拉力，一台后推式发动机与机尾连接，提供推力，前拉式发动机的拉力线与后推式发动机的推力线重合。作业时，两台发动机同时工作，提供无人机飞行的动力，当其中一台发动机发生故障灭车时，另外一台发动机继续工作。但该技术在高空缺氧以及高湿度环境中两台发动机均存在发生故障灭车的危险，并且两台发动机全部灭车后飞机会失去所有动力，容易坠毁。两台发动机并不能增加飞机的航时，只是能提供更大的推力。并且多出的一台发动机会增加无人机的重量，相应的控制系统和油路也会更加复杂，影响无人机的飞行时间和载重量。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种长航时混合动力无人机，采用大展弦比上单翼、双尾撑布局以及前置电机后置甲醇发动机的动力配置，油电混合动力兼具油动飞机长航时特点和电动飞机可靠性。电机可以确保油机出现熄火故障时仍有能力返航，保证飞机和周围建筑与人员的安全，提高飞机的生存率。
[0007]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0008]本实用新型包括:分别相对设置于机身前后的两个螺旋桨发动机、设置于机身后部的双尾撑以及一对设置于机身上的机翼。
[0009]所述的螺旋桨发动机为甲醇发动机和电机，前拉式电机与后推式甲醇发动机的推力线均与机身轴线重合。
[0010]所述的机翼为三段式，具体包括:位于机身正上方的中翼和分置两侧的右翼和左翼，该机翼由作为梁的碳管、作为肋板的桐木和作为蒙皮的热缩膜组成。
[0011]所述的机身由木质隔框、木质梁、木质蒙板和作为蒙皮的热缩膜组成，其中:梁分别与每个隔框的左右两侧固定，每个侧面上下各有一根梁，该机身底部设有前三点式起落架。
[0012]所述的双尾撑中的水平尾翼和垂直尾翼均由作为框架的桐木条和作为蒙皮的热缩膜组成；水平尾翼和垂直尾翼间通过尾翼连接片胶接。
[0013]技术效果
[0014]与现有技术相比，本实用新型采用甲醇发动机可以提供更长的航时，电机能保证飞机更加安全，两个布置在机身前后的螺旋桨发动机中的任一一个独立工作均能保证飞机正常飞行。双发动机还可以提供更强的动力，大大提高飞机的最大载荷，缩短起飞距离，降低飞机对起飞场地的要求，有利于飞机携带多种任务设备执行任务。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型侧视图；
[0016]图2为本实用新型主视图；
[0017]图3为本实用新型俯视图；
[0018]图中:1电机、2机身、3机翼中段、4碳杆、5垂直尾翼、6方向舵、7水平尾翼、8甲醇发动机、9后起落架、10油箱、11锂电池、12前起落架、13副翼、14升降舵、15机翼右段、16机翼左段、17碳杆、18尾翼连接片、19机翼固定杆。
【具体实施方式】
[0019]下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0020]实施例1
[0021]如图1和图2所示，本实施例包括:分别相对设置于机身2前后的两个螺旋桨发动机1、8、设置于机身2后部的双尾撑5、7以及一对设置于机身上的机翼。
[0022]所述的螺旋桨发动机为甲醇发动机8和电机1，该两个螺旋桨发动机均设置于机身轴线上
[0023]所述的机翼为三段式，具体包括:位于机身2正上方的中翼3和分置两侧的右翼15和左翼16，其中:左翼16和右翼15的碳杆通过插入中翼3的碳杆中进行组装，然后用螺丝固定碳杆防止脱落，机翼的设计便于运输，装拆方便。
[0024]所述的机翼通过橡筋与机身固定，具体方式为用橡筋勒紧位于机身的机翼固定杆19和中翼3，简单可靠，便于拆卸。
[0025]所述的右翼15和左翼16上均铰接有副翼13，该副翼13通过左翼16和右翼15上的舵机与摇杆控制副翼。
[0026]所述的起落架为前三点式起落架，包括:前起落架12和后起落架9。
[0027]所述的机身2内设有锂电池11、油箱10和无线控制机构。
[0028]所述的机身2下部设有用于安装简易云台的螺丝孔，便于执行航拍任务。
[0029]所述的机身2由隔框、梁、蒙板、蒙皮组成。梁分别与每个隔框的左右两侧固定，每个侧面上下各有一根梁，主要用来承受机身前后方面的力。由梁与隔框组成机身的受力框架，木质框架结构减轻机身重量的同时保证了机身的强度。机身外侧用薄木板做蒙板，外表用蒙皮包裹，使外表光滑，减少空气阻力。其中框架和梁由层板构成，桐木板做蒙板，热缩膜作为蒙皮。
[0030]所述的机翼由碳管作梁，桐木制作肋板，最外表蒙热缩膜。
[0031]所述的水平尾翼7和垂直尾翼5用桐木条作框架，外表蒙热缩膜。水平尾翼7和垂直尾翼5间通过尾翼连接片18连接，通过胶水固定在碳管上，碳管接在机翼中翼3下部。
[0032]所述的尾翼连接片18为层板。前起落架12为不锈钢杆与轮胎构成，后起落架9为铝条与轮胎。
[0033]本实施例中的长航时混合动力无人机采用滑跑起飞和降落:通过遥控器控制副翼，可以使飞机横滚机动，进而改变飞机飞行方向；控制升降舵，可以改变飞机俯仰角度，控制飞机上升或下降；控制方向舵，可以改变飞机方向。飞机分为单人控制和双人控制，单人控制时遥控器一个油门通道同时控制电机和甲醇发动机的油门大小；双人控制用于航拍，主操控手控制电机油门和副翼、方向舵、升降舵，副操控手控制飞机的甲醇发动机油门和云台。
[0034]如图3所示，本实施例机型为固定翼，起降方式为滑跑起飞降落。
【主权项】
1.一种长航时混合动力无人机，其特征在于，包括:分别相对设置于机身前后的两个螺旋桨发动机、设置于机身后部的双尾撑以及一对设置于机身上的机翼； 所述的螺旋桨发动机为甲醇发动机和电机，前拉式电机与后推式甲醇发动机的推力线均与机身轴线重合。
2.根据权利要求1所述的长航时混合动力无人机，其特征是，所述的机翼为三段式，具体包括:位于机身正上方的中翼和分置两侧的右翼和左翼。
3.根据权利要求2所述的长航时混合动力无人机，其特征是，所述的中翼通过橡筋和与之相连的机翼固定杆实现与机身的固定。
4.根据权利要求1所述的长航时混合动力无人机，其特征是，所述的机身底部设有前三点式起落架。
5.根据权利要求4所述的长航时混合动力无人机，其特征是，所述的前三点式起落架中:前起落架为不锈钢杆与轮胎组成，后起落架为铝条与轮胎组成。
6.根据权利要求1所述的长航时混合动力无人机，其特征是，所述的机身由木质隔框、木质梁、木质蒙板和作为蒙皮的热缩膜组成，其中:梁分别与每个隔框的左右两侧固定，每个侧面上下各有一根梁。
7.根据权利要求1或2所述的长航时混合动力无人机，其特征是，所述的机翼由作为梁的碳管、作为肋板的桐木和作为蒙皮的热缩膜组成。
8.根据权利要求1所述的长航时混合动力无人机，其特征是，所述的双尾撑中的水平尾翼和垂直尾翼均由作为框架的桐木条和作为蒙皮的热缩膜组成；水平尾翼和垂直尾翼间通过尾翼连接片胶接。
9.根据权利要求8所述的长航时混合动力无人机，其特征是，所述的尾翼连接片为层板结构。
【专利摘要】一种长航时混合动力无人机，包括：分别相对设置于机身前后的两个螺旋桨发动机、设置于机身后部的双尾撑以及一对设置于机身上的机翼；螺旋桨发动机为甲醇发动机和电机，该两个螺旋桨发动机均设置于机身轴线上。本实用新型采用大展弦比上单翼、双尾撑布局以及前置电机后置甲醇发动机的动力配置，油电混合动力兼具油动飞机长航时特点和电动飞机可靠性。电机可以确保油机出现熄火故障时仍有能力返航，保证飞机和周围建筑与人员的安全，提高飞机的生存率，电机和甲醇发动机同时工作可以提供更强的动力，提高飞机的最大载荷，缩短起飞距离，降低飞机对起飞场地的要求，有利于飞机携带多种任务设备执行任务。
【IPC分类】B64C3-00, B64C1-00, B64D27-02
【公开号】CN204568065
【申请号】CN201520071342
【发明人】吴俊琦, 陈朋, 毛俊雄, 刘泽翔, 张恒, 张文希
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年2月2日