一种扑翼式可变翼形无人机的制作方法

本发明涉及一种扑翼式可变翼形无人机，属于飞行器创新设计领域。

背景技术：

目前，相关资料显示扑翼无人机巡航高度可达3万4万米之间。这个高度既可使它在云层之上更多收集太阳能，又能使它避开地面或空中的火力威胁。两翼可以按照需要每隔110秒钟扇动一下，且最高速度将超过200公里/小时，因此能够迅速对地面和空中威胁做出反应。

变形飞机可以在飞行中的不同阶段改变机翼形状，如低阻巡航机翼可以在起降阶段展开缝翼和襟翼以提高低速高升力的特性。变形意味着使目前仅能执行单一任务的飞行器通过主动调整外形达到较大的性能改变，从而可以执行多种不同的任务。就像反潜无人机可以采用一种构型执行待机侦察任务，又可变成另一种构型执行俯冲攻击任务。

基于以上两者优势，本发明提出一种扑翼式可变翼形无人机，本发明通过将扑翼式飞行器结构与可变形机翼机构有机结合在一起，可对无人机机翼进行改变攻角及翼形，达到无人机高速飞行时提高飞行性能，降低飞行阻力等目的。

技术实现要素：

本发明专利主要针对现有无人机的优势，利用扑翼机结构和变结构机翼结构结合在一起，达到垂直起降和改变飞行攻角和翼形的目的，同时并变结构翼旋转仓段尾端增加采用柔性蒙皮制造的副翼，从而改变不同飞行速度时无人机所受的飞行阻力和飞行升力，并保证变结构机翼的气动外形。本发明具有装置简单灵活，轻质等特点，能够满足未来无人机在不同飞行速度下对无人机变翼形结构变化的需要。

本发明采用的技术方案是：提供一种扑翼式可变翼形无人机，属于飞行器创新设计领域。部件包括：无人机机身、扑翼式可变翼及可旋转升降舵；其中扑翼式可变翼由扑翼基体和可变结构机翼组成，可变结构机翼由变结构翼尾段、变结构翼中段、变结构翼前段及变结构翼旋转仓组成，在改变翼形时，变结构翼尾段、变结构翼中段和变结构翼前段回收至变结构翼旋转仓中，并可旋转改变机翼角度，并在变结构翼旋转仓段尾端增加采用柔性蒙皮制造的副翼，从而改变不同飞行速度时无人机所受的飞行阻力和飞行升力，并保证变结构机翼的气动外形。

所述的可变结构机翼可在不同飞行速度和飞行阻力的环境下，采用分段机翼进行旋转收放改变机翼形状。

所述的扑翼式机翼可实现扑翼机的垂直起降功能。

所述的变结构机翼可收放在扑翼基体内部。

所述的变结构翼旋转仓段尾端增加采用柔性蒙皮制造的副翼，有效保证机翼变结构后气动外形的完整性。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用扑翼式结构可以使无人机完成垂直起降；

2.本发明可以通过改变机翼结构改变无人机飞行时的飞行升力和阻力；

3.本发明可以通过扑翼结构改变无人机飞行时的飞行攻角；

4.本发明采用柔性蒙皮可保证机翼变结构后气动外形的完整性；

5.本发明具有结构简单，操作便捷等特点，可对无人机进行改进并提高无人机飞行能力。

附图说明

图1是扑翼式可变翼形无人机变形示意图。

图2是扑翼式可变翼结构自由度示意图。

图3是扑翼式结构驱动示意图。

图4是可变机翼结构示意图。

图5是柔性蒙皮结构示意图。

图6是扑翼式可变翼形无人机控制示意图。

图中：

1.无人机机身2.扑翼式可变翼3.扑翼基体4.可变结构机翼5.可旋转升降舵6.扑翼被动杆7.扑翼驱动杆8.被动齿轮9.主动齿轮10.伺服电机11.变结构翼尾段12.变结构翼中段13.变结构翼前段14.变结构翼旋转仓15.柔性蒙皮副翼16.发动机

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1-图2所示，扑翼式可变翼形由无人机机身1、扑翼式可变翼2及可旋转升降舵5组成；其中无人机机身1连接扑翼驱动机构，并可以使可变结构机翼收放在无人机机身1内部，可旋转升降度5可以控制无人机飞行时的俯仰安定。

如图3所示，扑翼驱动机构采用伺服电机10驱动主动齿轮9，主动齿轮9驱动被动齿轮10，并带扑翼驱动杆7，从而使扑翼被动杆6驱动扑翼基体3完成扑翼动作，使得无人具有垂直起降的功能，在起飞和降落过程中进行垂直起降。

如图4-图5所示，扑翼式可变翼由扑翼基体3和可变结构机翼4组成，可变结构机翼4由变结构翼尾段11、变结构翼中段12、变结构翼前段13及变结构翼旋转仓14组成，在改变翼形时，变结构翼尾段11、变结构翼中段12和变结构翼前段13回收至变结构翼旋转仓14中，并可旋转改变机翼角度，并在变结构翼旋转仓14尾端增加采用柔性蒙皮副翼15，从而改变不同飞行速度时无人机所受的飞行阻力和飞行升力，并保证变结构机翼的气动外形。

如图6所示，在起飞、降落阶段，扑翼机构和可变翼形机构同时工作，可变翼形机构完全展开，目的在于增加扑翼面积，获得最大的扑翼升力。同时，在飞行阶段飞行员可以根据飞行速度、飞行高度及飞行姿态要求，对可变结构机翼进行调节，改变翼形达到降低飞行阻力、提高飞行性能的目的；对扑翼连杆机构进行角度微调可以改变机翼的攻角，并调节飞行姿态。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种扑翼式可变翼形无人机，部件包括：无人机机身、扑翼式可变翼及可旋转升降舵；其中扑翼式可变翼由扑翼基体和可变结构机翼组成，可变结构机翼由变结构翼尾段、变结构翼中段、变结构翼前段及变结构翼旋转仓组成，在改变翼型时，变结构翼尾段、变结构翼中段和变结构翼前段回收至变结构翼旋转仓中，并可旋转改变机翼角度，并在变结构翼旋转仓段尾端增加采用柔性蒙皮制造的副翼，从而改变不同飞行速度时无人机所受的飞行阻力和飞行升力，并保证变结构机翼的气动外形。本发明具有装置简单灵活，轻质等特点，能够满足未来无人机在不同飞行速度下对无人机变翼形结构变化的需要。

技术研发人员：陈龙;张以都;吴琼
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2017.06.21
技术公布日：2018.12.28