鸭式三角翼无人机的制作方法

文档序号:20968488发布日期:2020-06-05 18:49阅读:709来源:国知局
技术简介:
本实用新型针对无人机自主飞行控制性能不足的问题,通过鸭式布局与倾斜双垂尾结构提升机动性与稳定性,结合翼梢小翼消除诱导阻力,优化气动性能。采用全动鸭翼、后掠机翼及活塞式涵道风扇发动机,增强大迎角飞行能力与航向稳定性。
关键词:鸭式三角翼,翼梢小翼,稳定性

本实用新型属于航空技术领域,尤其涉及一种鸭式三角翼无人机。



背景技术:

随着科技不断进步,无人机在军事领域以及民用领域的使用频率越来越高,用途越来越广,随之而来的问题就是如何提高无人机的自主飞行控制性能。

根据鸭式布局飞机具有更好机动性的特点,一般多用于战斗机,无人机应用较少,但某些特殊应用领域的无人机同样需要这种大迎角飞行、超机动控制的特点。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种鸭式三角翼无人机,旨在解决现有技术中的无人机如何提高无人机的自主飞行控制性能的技术问题。

为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种鸭式三角翼无人机,包括机身、设于所述机身前端两侧的鸭翼、设于所述机身的尾端两侧的机翼以及设于所述机身尾端上方的两个双垂尾翼,两个所述双垂尾翼均倾斜设置,所述双垂尾翼间设有固定于所述机身尾部的发动机,所述机翼的两端部设有朝向所述机身下方弯折的翼梢小翼,所述机翼为三角翼。

进一步地,两个所述双垂尾翼的延长线的夹角为50°。

进一步地,所述鸭翼为全动翼。

进一步地,所述翼梢小翼的端部切线与所述机翼的夹角为35°。

进一步地,所述发动机为活塞式涵道风扇发动机。

进一步地,所述鸭翼为后掠翼。

进一步地,所述机身的前端部设有机头整流罩。

本实用新型的有益效果:本实用新型的鸭式三角翼无人机,通过在机身上设置机翼以及发动机,该发动机为该鸭式三角翼无人机提供飞行的动力,倾斜的双垂尾结构能够有效增加该鸭式三角翼无人机的稳定性和机动性。此外,设置与机翼连接并朝向机身下方弯折的翼梢小翼,由于翼梢小翼本身也是个小机翼,也能产生翼尖涡,方向与机翼翼尖涡相反,且与其距离很近。在黏性耗散的作用下,两股涡相互缠绕,互相对抗抵消,翼梢小翼有效的消除了漩涡气流产生的诱导阻力,便可提高该鸭式三角翼无人机的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的鸭式三角翼无人机的结构示意图一;

图2为本实用新型实施例提供的鸭式三角翼无人机的结构示意图二。

其中,图中各附图标记:

10—机身;20—机翼;30—翼梢小翼;40—鸭翼;

50—双垂尾翼;60—发动机;70—机头整流罩。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1~2描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1~2所示,本实用新型实施例提供一种鸭式三角翼无人机,包括机身10、设于所述机身10前端两侧的鸭翼40、设于所述机身的尾端两侧的机翼20以及设于所述机身10尾端上方的两个双垂尾翼50,两个所述双垂尾翼50均倾斜设置,所述双垂尾翼50间设有固定于所述机身10尾部的发动机60,所述机翼20的两端部设有朝向所述机身10下方弯折的翼梢小翼30。

本实用新型的鸭式三角翼无人机,通过在机身10上设置机翼20以及发动机60,该发动机60为该鸭式三角翼无人机提供飞行的动力,倾斜的双垂尾结构能够有效增加该鸭式三角翼无人机的稳定性和机动性。此外,设置与机翼20连接并朝向机身10下方弯折的翼梢小翼30,由于翼梢小翼30本身也是个小机翼20,也能产生翼尖涡,方向与机翼20翼尖涡相反,且与其距离很近。在黏性耗散的作用下,两股涡相互缠绕,互相对抗抵消,翼梢小翼30有效的消除了漩涡气流产生的诱导阻力,便可提高该鸭式三角翼无人机的稳定性。

气动中心位于飞机重心和机翼20之间,机翼20的作用就是为了配平低头力矩,所以必须产生负升力以保持平衡,因此总的飞机升力是减小的。而采用鸭式布局的飞机,鸭翼40在前、机翼20在后,重心位于鸭翼40和气动中心之间,飞机为了配平低头力矩,要求鸭翼40必须产生正升力,因此这时候飞机的总升力是获得提升的,所以鸭翼40会提高升阻比。

进一步地,如图1~2所示,在本实施例中,两个双垂尾翼50的延长线的夹角为50°。保证了该鸭式三角翼无人机的航向静稳定性,同时机动性也得到增强。

进一步地,如图1~2所示,在本实施例中,机翼20为三角翼,且鸭翼40为全动翼。机翼20为三角翼型式的鸭式三角翼无人机,机翼20重量轻、刚度好且容积大,有利于容纳燃油和其它设备。此外,该鸭式三角翼无人机具有气动性能好,大迎角的飞行状态下不易失速的优点

进一步地,如图1~2所示,在本实施例中,翼梢小翼30的端部切线与机翼20的夹角为35°。此时,翼梢小翼30的翼尖朝下,安装后其曲面与机翼20的曲面连接,过度光滑,可有力减小翼尖涡流对飞机性能的影响。该翼梢小翼30能够阻挡机翼20下表面绕到上表面的绕流,消弱翼尖涡强度,从而有效增大机翼20有效展弦比;因为翼梢小翼30本身也是个小机翼20,也能产生翼尖涡,方向与机翼20翼尖涡相反,且与其距离很近。在黏性耗散的作用下,两股涡相互缠绕,互相对抗抵消,同样达到减少诱导阻力的目的;增加机翼20升力及向前推力,上翼梢小翼30可利用三元畸变流场产生小翼升力和推力分量;推迟机翼20翼尖气流的过早分离,提高失速迎角:一般来说,后掠机翼20翼尖是三元效应区,流管收缩,气流流过时先是急剧加速,压力降低,后是剧烈的压力恢复,进入很陡的逆压梯度区,过早引起翼尖边界层分离,造成世失速。然而安装在翼尖处的翼梢小翼30可用其顺压场去对应翼尖逆压场,使压力分布不在陡,减小逆压梯度

进一步地,如图1~2所示,在本实施例中,发动机60为活塞式涵道风扇发动机。此处发动机60的设置以活塞式发动机60为原型机,且活塞式涵道风扇发动机的造价更低,更加省油。在活塞式发动机60上安装涵道风扇与同功率的活塞式发动机60实用螺旋桨相比推力提升10%~15%;速度可以提升20%;虽然涵道风扇增加了一定的重量,但是与发动机60推力增加的幅度相比还是十分可取的(其比值约15kg推力/1kg附加重量);涵道风扇发动机60用于活塞式发动机60既发挥了涵道风扇效率高推力大的优点又保留了活塞式发动机60耗油率低的特点;

进一步地,如图1~2所示,在本实施例中,鸭翼40为后掠翼。后掠翼可有效降低飞行时的空气阻力。此鸭式布局无人机采用了小展弦比,后掠机翼20,具有很强的横向稳定性,且与飞行速度有关。低速飞行时,由于横向静稳定性较强,飞机有可能会出现左右摇晃,而高速飞行时,则会相当平稳。

进一步地,如图1~2所示,在本实施例中,机身10的前端部设有机头整流罩70。通过设置机头整流罩70,可有效保护机身10。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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