一种水空两栖倾转旋翼无人机

本技术属于无人机，具体涉及一种水空两栖倾转旋翼无人机。

背景技术：

1、我国作为一个海陆兼备的大国，拥有丰富的海洋资源和广阔开发前景，提高海洋开发、利用、管控和保护能力，加快建设海洋强国具有重大战略意义。然而，受限于海洋复杂的地理气象条件，仅投入人力难以提高效率。近年来，无人机技术发展快速应用广泛，使用其为海上任务提供支持具有独到之处。一方面，利用专业软件程序控制配合专门的机上任务载荷，进行软硬结合，能有效提高无人机对环境的适应性和工作效率，另一方面，机上无人的特性使其在完成危险性高、难度大及枯燥的任务时更具优势。

2、常见的无人机有固定翼无人机、多旋翼无人机、扑翼无人机等。常规固定翼无人机需要一定长度的跑道进行滑跑直至达到起飞速度，利用空气在机翼上、下表面产生气压差提供升力起飞，对于场地的要求使其部署受到环境限制较大。多旋翼无人机通过调节旋翼转速提供升力控制飞行，能够一定程度克服起降场地限制，使用范围较广，结构简单易于开发，相应技术研究和实践发展也较为成熟，但目前大量使用的四旋翼无人机起降时依靠调节四旋翼转速和转动方向完成六自由度运动，属于典型的欠驱动系统，在实际使用时容易出现灵活性受限的情况，并且对于控制器稳定性提出要求较高。现有扑翼无人机由于驱动方式单一、气动耦合多、动力学建模困难、材料要求高及控制技术不成熟等问题，其飞行性能较固定翼飞机和旋翼无人机差距较大。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、易于组装且起飞姿态稳定的水空两栖倾转旋翼无人机。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种水空两栖倾转旋翼无人机，包括：机身、浮筒、机翼、第一旋翼和升降舵；所述浮筒对称安装在机身底部两侧，用于实现无人机在水面滑行；所述机身两侧部对称设有机翼，所述第一旋翼朝上安装在机翼上，且第一旋翼可倾转角度；所述机身尾部安装有升降舵。

4、作为本实用新型的进一步改进，所述浮筒在机身底部的横向布置位置与机翼翼展长度的关系为：

5、0.15b<d<0.22b

6、式中：b为机翼翼展长度，d为两浮筒间的间距。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述第一旋翼与倾转机构和电机连接，所述倾转机构和电机安装在机翼上，所述电机用于驱动第一旋翼旋转，所述倾转机构用于带动第一旋翼倾转。

8、作为本实用新型的进一步改进，还包括第二旋翼，所述第二旋翼安装在机身尾部。

9、作为本实用新型的进一步改进，还包括起落架，所述起落架用于连接浮筒与机身底部。

10、作为本实用新型的进一步改进，所述起落架与机身底部进行可拆卸连接，起落架与浮筒进行固定连接。

11、作为本实用新型的进一步改进，所述机身内部安装有电池。

12、作为本实用新型的进一步改进，所述机身内部安装有飞控装置。

13、作为本实用新型的进一步改进，所述浮筒底部为双凹面结构。

14、作为本实用新型的进一步改进，所述浮筒采用复合材料制备得到。

15、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

16、本实用新型的水空两栖倾转旋翼无人机，通过将固定翼飞机和旋翼无人机两者结合，将具有可倾转角度的旋翼加装在固定翼无人机上，形成了新的倾转旋翼无人机，通过变换旋翼模态可以实现垂直起降和快速前飞的功能，既具有固定翼巡航速度快、航时长等优点，又具有旋翼无人机起降灵活、对部署地点要求低等优点。同时，在其上加装浮筒得到带浮筒的倾转旋翼无人机，当需要延长续航时间时，可直接利用浮筒漂浮停留在水面，当需要脱离漂浮状态对周围情况做出快速响应时，通过控制旋翼倾转角度采用不同的起降方式实现了快速响应，控制旋翼的倾转角度保持了旋翼面朝上能够完成垂直起降，在达到预定高度后可将旋翼翼面朝前变为固定翼模态飞行，获得更快的飞行速度，也可以直接使用固定翼模态，利用浮筒在水面上进行滑跑加速，直至达到起飞速度完成跨介质起飞。

技术特征：

1.一种水空两栖倾转旋翼无人机，其特征在于，包括：机身(1)、浮筒(2)、机翼(3)、第一旋翼(4)和升降舵(5)；所述浮筒(2)对称安装在机身(1)底部两侧，用于实现无人机在水面滑行；所述机身(1)两侧部对称设有机翼(3)，所述第一旋翼(4)朝上安装在机翼(3)上，且第一旋翼(4)可倾转角度；所述机身(1)尾部安装有升降舵(5)；

2.根据权利要求1所述的水空两栖倾转旋翼无人机，其特征在于，所述第一旋翼(4)与倾转机构(6)和电机连接，所述倾转机构(6)和电机安装在机翼(3)上，所述电机用于驱动第一旋翼(4)旋转，所述倾转机构(6)用于带动第一旋翼(4)倾转。

3.根据权利要求1所述的水空两栖倾转旋翼无人机，其特征在于，还包括第二旋翼(7)，所述第二旋翼(7)安装在机身(1)尾部。

4.根据权利要求1所述的水空两栖倾转旋翼无人机，其特征在于，还包括起落架(8)，所述起落架(8)用于连接浮筒(2)与机身(1)底部。

5.根据权利要求4所述的水空两栖倾转旋翼无人机，其特征在于，所述起落架(8)与机身(1)底部进行可拆卸连接，起落架(8)与浮筒(2)进行固定连接。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的水空两栖倾转旋翼无人机，其特征在于，所述机身(1)内部安装有电池。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的水空两栖倾转旋翼无人机，其特征在于，所述机身(1)内部安装有飞控装置。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的水空两栖倾转旋翼无人机，其特征在于，所述浮筒(2)底部为双凹面结构。

9.根据权利要求1至4中任意一项所述的水空两栖倾转旋翼无人机，其特征在于，所述浮筒(2)采用复合材料制备得到。

技术总结
本技术公开了一种水空两栖倾转旋翼无人机，包括：机身、浮筒、机翼、旋翼和升降舵；所述浮筒对称安装在机身底部两侧，用于实现无人机在水面滑行；所述机身两侧部对称设有机翼，所述旋翼朝上安装在机翼上，且旋翼可倾转角度；所述机身尾部安装有升降舵。本技术的水空两栖倾转旋翼无人机具有结构紧凑、易于组装、控制简单且起飞姿态稳定等优点，兼具空中飞行能力和水上航行能力，能在无母舰或其他固定平台搭载的情况下独立进行水上作业，为海上开展工作提供更有力的支持。

技术研发人员：喻煌超,赵述龙,王祥科,尹栋,余立,曹粟,张宝,罗英法,习业勋,王欢,王小霞
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：20220921
技术公布日：2024/1/12