一种等离子垂直起降无人机

本发明本发明涉及动力推进无人机，尤其是涉及一种等离子垂直起降无人机。

背景技术：

1、随着高新技术的快速发展，无人机的研制取得了飞速发展，在军事和民用领域取得了广泛的应用。军用无人机作为现代空中军事力量中的一员，具有无人员伤亡、使用限制少、隐蔽性好和费效比高等特点。等离子垂直起降无人机的飞行原理是利用一种非对称高压电极组电晕放电实现空气电离，并通过高压电场实现离子加速，与空气分子发生动量交换，从而产生使无人机垂直起降的升力。相比于传统无人机，等离子垂直起降无人机具有较低机械疲劳、飞行噪音小和能量利用效率高的优点，将其投入使用将可以解决传统动力推进无人机噪声污染和燃烧排放物污染的问题，更加适用于军事方面低空侦察活动以及民用低空作业。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种等离子垂直起降无人机，可以解决传统动力推进无人机噪声污染和燃烧排放物污染的问题，更加适用于军事方面低空侦察活动以及民用低空作业。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种等离子垂直起降无人机，包括无人机中心结构体，所述无人机中心结构体的两侧安装固定有等离子推进器，所述等离子推进器由推进器支撑架支撑，所述无人机中心结构体的下方设有起落架。

3、优选的，所述无人机中心结构体包括结构体外壳，所述结构体外壳外侧的安装耳上贯穿有悬挂杆，所述悬挂杆贯穿abs框，所述悬挂杆的端部设置有螺纹，所述螺纹上旋接有尼龙螺母。

4、优选的，所述悬挂杆的材料为高刚度铝基复合材料，所述悬挂杆的数量为六个，所述abs框的数量为四个。

5、优选的，所述结构体外壳内部设有高压电源转换器和储能电池，所述高压电源转换器的输入端正负极均与储能电池相连。

6、优选的，所述等离子推进器包括两组沿水平方向排列的电极组阵列，所述电极组阵列架于电极组安装板上，每组所述电极组阵列包括三级呈上下排列的等离子推进电极组，每级所述等离子推进电极组包含十二个并联的等离子推进单元，每个所述等离子推进单元包括一个设置于上部的发射电极和两个下部水平放置的收集电极，所述发射电极设置于两个所述收集电极的水平中心位置。

7、优选的，所述发射电极与所述收集电极位置平行且长度相同，所述发射电极与所述高压电源转换器的正极相连，所述发射电极的导线材料为钨丝，所述收集电极与所述高压电源转换器的负极相连。

8、优选的，所述发射电极与收集电极的长度均与所述电极组安装板的间距相匹配，所述发射电极的直径为25～80μm，所述收集电极翼型为对称的水滴形翼型。

9、优选的，所述收集电极包括壳体和金属镀层，所述壳体内部中空，其材料为丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯，所述金属镀层完全覆盖所述壳体，其材料为铜。

10、优选的，所述推进器支撑架的材料为轻木型材，其包括支撑横梁、支撑立柱，所述支撑横梁和所述支撑立柱插入方形三通和方形四通组合成所述推进器支撑架的主体结构，所述支撑横梁和支撑立柱的一侧设有加强柱和支撑立柱，所述加强梁设置于所述收集电极的下方。

11、优选的，所述起落架的材料为碳纤维复合材料。

12、本发明装置可以在竖直方向上进行垂直起落，动力完全依靠于高压电极推进装置所产生的升力。本发明具有以下优点：(1)较低的机械疲劳：由于等离子垂直起降无人机中不存在活动的机械运动部件，因此产生机械疲劳较低，飞行寿命更长；(2)超静音飞行：同样由于无机械运动部件，等离子垂直起降无人机可以做到接近静音的飞行，适用于低噪音侦察；(3)高能量利用效率：最近的相关研究表明，等离子推进器的推力功率比可达到50n·kw-1，可以达到螺旋桨直升机的水平，而喷气发动机的推力功率比仅为3n·kw-1。

13、因此，本发明采用上述一种等离子垂直起降无人机，可以解决传统动力推进无人机噪声污染和燃烧排放物污染的问题，更加适用于军事方面低空侦察活动以及民用低空作业。

14、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种等离子垂直起降无人机，其特征在于：包括无人机中心结构体，所述无人机中心结构体的两侧安装固定有等离子推进器，所述等离子推进器由推进器支撑架支撑，所述无人机中心结构体的下方设有起落架。

2.根据权利要求1所述的一种等离子垂直起降无人机，其特征在于：所述无人机中心结构体包括结构体外壳，所述结构体外壳外侧的安装耳上贯穿有悬挂杆，所述悬挂杆贯穿abs框，所述悬挂杆的端部设置有螺纹，所述螺纹上旋接有尼龙螺母。

3.根据权利要求2所述的一种等离子垂直起降无人机，其特征在于：所述悬挂杆的材料为高刚度铝基复合材料，所述悬挂杆的数量为六个，所述abs框的数量为四个。

4.根据权利要求2所述的一种等离子垂直起降无人机，其特征在于：所述结构体外壳内部设有高压电源转换器和储能电池，所述高压电源转换器的输入端正负极均与储能电池相连。

5.根据权利要求1所述的一种等离子垂直起降无人机，其特征在于：所述等离子推进器包括两组沿水平方向排列的电极组阵列，所述电极组阵列架于电极组安装板上，每组所述电极组阵列包括三级呈上下排列的等离子推进电极组，每级所述等离子推进电极组包含十二个并联的等离子推进单元，每个所述等离子推进单元包括一个设置于上部的发射电极和两个下部水平放置的收集电极，所述发射电极设置于两个所述收集电极的水平中心位置。

6.根据权利要求4或5所述的一种等离子垂直起降无人机，其特征在于：所述发射电极与所述收集电极位置平行且长度相同，所述发射电极与所述高压电源转换器的正极相连，所述发射电极的导线材料为钨丝，所述收集电极与所述高压电源转换器的负极相连。

7.根据权利要求6所述的一种等离子垂直起降无人机，其特征在于：所述发射电极与收集电极的长度均与所述电极组安装板的间距相匹配，所述发射电极的直径为25～80μm，所述收集电极翼型为对称的水滴形翼型。

8.根据权利要求7所述的一种等离子垂直起降无人机，其特征在于：所述收集电极包括壳体和金属镀层，所述壳体内部中空，其材料为丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯，所述金属镀层完全覆盖所述壳体，其材料为铜。

9.根据权利要求1或5所述的一种等离子垂直起降无人机，其特征在于：所述推进器支撑架的材料为轻木型材，其包括支撑横梁、支撑立柱，所述支撑横梁和所述支撑立柱插入方形三通和方形四通组合成所述推进器支撑架的主体结构，所述支撑横梁和支撑立柱的一侧设有加强柱和支撑立柱，所述加强梁设置于所述收集电极的下方。

10.根据权利要求1所述的一种等离子垂直起降无人机，其特征在于：所述起落架的材料为碳纤维复合材料。

技术总结
本发明公开了一种等离子垂直起降无人机，包括无人机中心结构体，所述无人机中心结构体的两侧安装固定有等离子推进器，所述等离子推进器由推进器支撑架支撑，所述无人机中心结构体的下方设有起落架。本发明采用上述的一种等离子垂直起降无人机，可以解决传统动力推进无人机噪声污染和燃烧排放物污染的问题，更加适用于军事方面低空侦察活动以及民用低空作业。

技术研发人员：霍明英,英毓龙,林桐,齐乃明,李忠剑,杨殿亮
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15