一种菱形翼布局隐身察打一体无人机

1.本实用新型涉及隐身察打一体无人机，特别是涉及一种菱形翼布局隐身察打一体无人机。


背景技术：

2.随着民用和军用侦察、监视、探测需求的进一步发展，小规模军事冲突中，察打一体无人机是重要的军事力量，为进一步提高无人机隐蔽侦察性能，改善无人机生存能力和作战效能，隐身性能成为其中重要的目标参数。面向复杂地面小范围军事探测和侦察需求，技术上看，现有小型侦察无人机多为多旋翼无人机、常规布局固定翼无人机，较少考虑隐身设计；同时，侦察无人机要求对传感器可实现多样化装载，如果可以兼顾光电红外、雷达装载，部分传感器对飞行器总体设计有较高要求，如结构布局要求，如设计不合理，会减小传感器探测效能或探测视角；由于军事侦察和监视需求往往对无人机的巡航性能有较高要求，力争可实现长航时性能，在山区侦察时要求无人机具有低空低速性能。因此从军用侦察和监视需求来看，要求无人机具备高升阻比、高隐身性、长航时的特点，可实现侦察和打击一体化。
3.本实用新型的技术问题在于当低空低速侦察无人机存在的以下几个关键问题：（1）大型固定翼侦察无人机已开始考虑隐身性设计，低空低速面临更多探测威胁，其隐身性要求更高，如何提高隐身性能是其重要设计考虑；（2）鉴于侦察和监视对无人机巡航性能有较高要求，如何兼顾隐身提高巡航性能是该类无人机设计的重要目标；（3）为改善低空飞行性能，侦察无人机的高升阻比设计尤为重要，并未攻击性武器提供载荷可能。以上三个关键问题的有效解决，将会在很大程度上提升察打一体无人机的技术革新，该类无人机也可用于偏远地区的巡防等重要任务。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出改进方案或者替换方案，尤其是一种具备高隐身性能、高升阻比、大载荷的低空察打一体无人机。
5.为解决上述问题，本实用新型采用的方案如下：实用新型的菱形翼布局隐身察打一体无人机，其特征在于：所述菱形翼布局隐身察打一体无人机包括升力型机身、菱形翼、控制舵面、推进系统等部分。所述升力型机身和菱形翼采用翼身融合式设计；所述控制舵面设置在菱形翼上；所述推进系统设置在升力型机身尾部。所述升力型机身用于光电探测器、雷达挂载，并提供少量升力；菱形翼部分包含前翼、后翼及双垂尾，实现无人机高升力和稳定性等；控制舵面实现无人机飞行姿态控制和调整，推进系统提供动力。
6.进一步，根据上述设计方案所述菱形翼布局隐身察打一体无人机，其特征在于，所述升力型机身由流线型扁平状机身、传感器舱、起落架组成；所述流线型扁平状机身上部呈流线的上凸形状，下部平滑过渡，传感器舱位于流线型扁平状机身的头部，距机身前端5
‑
15%机身长度处，起落架采用前三点形式，前轮距机身前端5
‑
15%机身长度处，后轮位于机身
前端45
‑
55%处。
7.进一步，根据上述设计方案所述菱形翼布局隐身察打一体无人机，其特征在于，所述菱形翼由前翼、后翼、双垂尾组成；所述前翼根部与流线型扁平状机身的头部采用中单翼方式相连，距机身前端10
‑
25%机身长度，前翼和流线型扁平状机身连接处采用流线型边条翼方式过渡，前翼前缘后掠角23
‑
45度，上反角3
‑
8度；所述后翼前端与前翼相连，连接位置位于距前翼翼梢35
‑
45%半展长处，前掠角为25
‑
55度，后翼后端与机身尾部上端相连；所述双垂尾分别位于后翼距翼根10
‑
25%半展长，且相互对称，双垂尾前缘后掠20
‑
30度。
8.进一步，根据上述设计方案所述菱形翼布局隐身察打一体无人机，其特征在于，所述控制舵面由副翼、襟翼、综合舵面、辅助舵面组成；所述副翼位于前翼外端后缘，弦长为前翼弦长的20
‑
45%，用于横向操纵；襟翼位于前翼内侧后缘，弦长为对应机翼弦长的15
‑
30%，用于增加起降段升力；所述综合舵面位于后翼内侧后缘、双垂尾外部，展向长度为机翼展长15
‑
20%，弦长为后翼弦长15
‑
30%，用于升降和航向的综合操纵；所述辅助舵面位于后翼根部后缘，弦长为机翼弦长15
‑
30%，用于辅助完成升降和航向操纵。
9.进一步，根据上述设计方案所述菱形翼布局隐身察打一体无人机，其特征在于，所述推进系统部分由螺旋桨系统组成，螺旋桨系统位于升力型机身后端，用于产生推力，可选2叶、3叶或4叶桨，桨叶材料为木材或玻璃纤维。
10.进一步，根据上述设计方案所述菱形翼布局隐身察打一体无人机，其特征在于，所述前翼、后翼可采用低速翼型、层流翼型、超临界翼型等，双垂尾可采用对称翼型。
11.与现有相似的航拍、跟拍无人机相比，本实用新型具有如下优点：
12.（1）采用升力型机身，进一步提升无人机升力性能，采用菱形翼结构，在有限展长条件下，大幅提升了升力特性，同等展长无人机升力提高了40
‑
55%。
13.（2）流线型扁平状机身上部呈流线的上凸形状，下部平滑过渡，整体呈鲸型结构，菱形翼与流线型扁平状机身采用翼身融合式设计，减少前向、后向雷达散射截面，使得无人机具有良好的隐身性能。尤其是对机身、菱形翼进行融合式外形设计，其前向、后向雷达散射截面可以降低20db以上。
14.（3）通过菱形翼的合理设计，提高了无人机的升阻比，并为雷达的共形设计提供了基础，可改善侦察能力，实现全向视野覆盖。
15.（4）通过将流线型扁平状机身的上部设计成流线的上凸形状，下部平滑过渡，整体呈鲸型结构，获得少量的升力，进一步提升无人机的升力和载荷。
附图说明
16.图1为本实用新型的无人机斜视图。
17.图2为本实用新型的无人机侧视图。
18.图3为本实用新型的无人机俯视图。
19.图中，11流线型扁平状机身、12传感器舱、13起落架、21前翼、22后翼、23双垂尾、31副翼、32襟翼、33综合舵面、34辅助舵面、41螺旋桨系统。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖 直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地 连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术 语在本实用新型中的具体含义。
23.实施例1：
24.一种菱形翼布局隐身察打一体无人机，所述菱形翼布局隐身察打一体无人机包括升力型机身、菱形翼、控制舵面、推进系统，升力型机身和菱形翼采用翼身融合式设计；所述控制舵面设置在菱形翼上；所述推进系统设置在升力型机身尾部。所述升力型机身用于光电探测器、雷达挂载，并提供少量升力；菱形翼部分包含前翼、后翼及双垂尾，实现无人机高升力和稳定性等；控制舵面实现无人机飞行姿态控制和调整，推进系统提供动力。
25.所述升力型机身由流线型扁平状机身11、传感器舱12、起落架13组成。流线型扁平状机身11上部呈流线的上凸形状，下部平滑过渡；传感器舱12位于流线型扁平状机身11的头部，距机身前端5
‑
15%机身长度处；起落架13采用前三点形式，前轮距机身前端5
‑
15%机身长度处，后轮位于机身前端45
‑
55%处。
26.所述菱形翼部分由前翼21、后翼22、双垂尾23组成。前翼21根部与流线型扁平状机身11的头部采用中单翼方式相连，距机身前端10
‑
25%机身长度，前翼21和流线型扁平状机身11连接处采用流线型边条翼方式过渡，减小干扰阻力并增加升力，前翼21前缘后掠角23
‑
45度，上反角3
‑
8度；后翼22前端与前翼21相连，连接位置位于距前翼21翼梢35
‑
45%半展长处，前掠角为25
‑
55度，后翼22后端与机身尾部上端相连；双垂尾23分别位于后翼22距翼根10
‑
25%半展长，双垂尾23前缘后掠20
‑
30度。前翼21、后翼22可采用低速翼型、层流翼型、超临界翼型等，双垂尾23可采用对称翼型。
27.所述控制舵面部分由副翼31、襟翼32、综合舵面33、辅助舵面34组成。副翼31位于前翼21外端后缘，弦长为对应机翼弦长的20
‑
45%，用于横向操纵；襟翼32位于前翼21内侧后缘，弦长为对应机翼弦长的15
‑
30%，增加起降段升力；综合舵面33位于后翼22内侧、双垂尾23外部，展向长度为机翼展长15
‑
20%，弦长为机翼弦长15
‑
30%，用于升降和航向的综合操纵；辅助舵面34位于后翼根部后缘，弦长为机翼弦长15
‑
30%，辅助完成升降和航向操纵。
28.所述推进系统部分由螺旋桨系统组成，螺旋桨系统41位于机身后端，产生推力，可选2叶、3叶、4叶桨，桨叶材料为木材或玻璃纤维。
29.实施例2：
30.实施例2与实施例1的区别在于：传感器舱（12）位于流线型扁平状机身（11）的头部，距机身前端5%机身长度处；起落架（13）采用前三点形式，前轮距机身前端5%机身长度处，后轮位于机身前端45%处。
31.前翼（21）前缘后掠角23度，上反角3度；后翼（22）前端与前翼（21）相连，连接位置
位于距前翼（21）翼梢35%半展长处，前掠角为25
‑
55度，双垂尾（23）分别位于后翼（22）距翼根10%半展长，双垂尾（23）前缘后掠20度。前翼（21）、后翼（22）可采用低速翼型。
32.副翼（31）位于前翼（21）外端后缘，弦长为对应机翼弦长的20%；襟翼（32）位于前翼（21）内侧后缘，弦长为对应机翼弦长的15%；综合舵面（33）位于后翼（22）内侧、双垂尾（23）外部，展向长度为机翼展长15%，弦长为机翼弦长15%；辅助舵面（34）位于后翼根部后缘，弦长为机翼弦长15%。
33.螺旋桨系统（41）位于机身后端，可选2叶桨，桨叶材料为木材。
34.实施例3：
35.实施例3与实施例1的区别在于：传感器舱12位于流线型扁平状机身11的头部，距机身前端5%机身长度处；起落架13采用前三点形式，前轮距机身前端5%机身长度处，后轮位于机身前端50%处。
36.前翼21前缘后掠角30度，上反角6度；后翼22前端与前翼21相连，连接位置位于距前翼21翼梢40%半展长处，前掠角为45度，双垂尾23分别位于后翼22距翼根20%半展长，双垂尾23前缘后掠25度。前翼21、后翼22可采用层流翼型。
37.副翼31位于前翼21外端后缘，弦长为对应机翼弦长的30%；襟翼32位于前翼21内侧后缘，弦长为对应机翼弦长的25%；综合舵面33位于后翼22内侧、双垂尾23外部，展向长度为机翼展长18%，弦长为机翼弦长25%；辅助舵面34位于后翼根部后缘，弦长为机翼弦长25%。
38.螺旋桨系统41位于机身后端，可选3叶桨，桨叶材料为玻璃纤维。
39.实施例4：
40.实施例4与实施例1的区别在于：传感器舱12位于流线型扁平状机身11的头部，距机身前端15%机身长度处；起落架13采用前三点形式，前轮距机身前端15%机身长度处，后轮位于机身前端55%处。
41.前翼21前缘后掠角40度，上反角8度；后翼22前端与前翼21相连，连接位置位于距前翼21翼梢40%半展长处，前掠角为50度，双垂尾23分别位于后翼22距翼根25%半展长，双垂尾23前缘后掠30度。前翼21、后翼22可采用超临界翼型。
42.副翼31位于前翼21外端后缘，弦长为对应机翼弦长的40%；襟翼32位于前翼21内侧后缘，弦长为对应机翼弦长的30%；综合舵面33位于后翼22内侧、双垂尾23外部，展向长度为机翼展长20%，弦长为机翼弦长30%；辅助舵面34位于后翼根部后缘，弦长为机翼弦长30%。
43.螺旋桨系统41位于机身后端，可选4叶桨，桨叶材料为玻璃纤维。
44.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
45.尽管本文较多地使用了流线型扁平状机身11、传感器舱12、起落架13、前翼21、后翼22、双垂尾23、副翼31、襟翼32、综合舵面33、辅助舵面34、螺旋桨系统41等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。