一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器

本发明涉及飞行器，具体涉及一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器。

背景技术：

1、随着现代无人飞行器的快速发展，仅仅只有一种飞行模态(垂直起降或平飞)或一种飞行速度(高速或低速)的无人飞行器已不能满足人类发展的需要。不论是战场上用于侦察、战斗的无人飞行器还是灾区现场用于搜救和运输的无人飞行器，介于战场和灾区地域环境的复杂性和不可预测性，能够适应多种飞行环境、便于携带的无人飞行器逐渐被提上日程。显然，相比于原本笨重庞大的固定机翼，可收缩(折叠)展开的变体机翼与适应多种飞行环境以及便于携带相适应和匹配。因此，机翼折叠展开技术是使飞行器适应多种飞行环境，便于携带等的关键技术。而其中，变后掠变体和无人飞行器动力是这项技术的两个热点方向。

2、机翼在收缩(折叠)状态下可以减小飞行器的体积，使其能够在一些狭窄的环境下飞行，同时，大后掠角亦可减小飞行阻力，增大飞行器的机动性，符合高速飞行器的气动外形等。而机翼在展开状态下有着大的展弦比和机翼面积，可提高升阻比、减小巡航状态下的能量损耗，增加巡航时间，符合低速飞行器的气动外形等。然而现有的变体后掠机翼设计，多采用弹簧为动力的设计，而且没有重心平衡方面的考虑，当变体过程中产生重心的变化时，并且大多数为了极致的空间利用而使机翼上下布置，使得飞机呈现非对称性；由于弹簧伸长过程是单向而且过程中会产生加速度，且机翼前伸自然会造成重心的移动，因此，首先这样的变体是不可逆的(可逆则需要额外能量来压缩弹簧)，难以实现不同环境下的飞行模态转换；故，传统的飞行器的变体过程是不稳定的且会改变原本飞行器的重心，从而增大了飞控系统的设计难度，会极大程度影响飞机的操纵性、稳定性。

3、因此，需要提供一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，通过在机翼后掠收缩或者展开的同时，质量滑块同时移动，以平衡机翼后掠收缩或者展开时飞行器的重心，并结合涵道风扇以实现飞行器的稳定控制，以解决现有的变体后掠机翼在后掠过程中飞行器的重心变化，导致飞行器不稳定的问题。

2、本发明的一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器采用如下技术方案：包括：

3、质量滑块，其沿飞行器的长度方向滑动设置在下机身段内；

4、直线驱动组件，其用于驱动质量滑块在下机身段内的长度方向上滑动；

5、两个连杆组件，其输入端均与质量滑块连接，其输出端各连接有一个机翼；

6、以及多个涵道风扇，均布设置在飞行器的机身尾部的外周上；

7、其中，在直线驱动组件驱动质量滑块移动时，质量滑块通过连杆组件带动两个机翼在水平面内由展开状态转动至后掠收缩状态，或者由后掠收缩状态转动至展开状态，质量滑块在移动的同时平衡机翼运动过程中飞行器的重心。

8、优选的，直线驱动组件包括：步进电机，其安装在下机身段的机身前隔板上，且其输出端穿过机身前隔板延伸到下机身段内后连接有丝杠，丝杠穿设在质量滑块中部开设的安装孔内，且质量滑块的安装孔固定有与丝杠匹配的丝杠螺母，丝杠螺母连接在丝杠上。

9、优选的，两个连杆组件关于丝杠的中心线对称设置，且每个连杆组件包括：翼梁杆和牵引副杆，牵引副杆一端与质量滑块铰接，牵引副杆的另一端与翼梁杆的一端铰接，翼梁杆的另一端与机翼的端部连接，且翼梁杆转动连接在固定支座上，固定支座设置在机身前隔板朝向机身中隔板的一面。

10、优选的，机翼的端面开设有插接孔，插接孔与翼梁杆插接，且机翼的端面还设置有连接耳，连接耳与翼梁杆连接。

11、优选的，沿翼梁杆的长度方向开设有连接孔，连接孔与连接耳通过螺栓连接。

12、优选的，设置连接耳的机翼的端面还开设有多个减重孔。

13、优选的，下机身段内设置有机身中隔板，机身中隔板上设置有导向杆，导向杆穿设在质量滑块上开设的导向孔内。

14、优选的，下机身段和上机身段之间设置有槽缝，槽缝用于后掠收缩时的机翼通过。

15、优选的，涵道风扇为四个，且四个涵道风扇的轴线方向均与机身的长度方向平行。

16、优选的，其中两个涵道风扇对称设置在机身的上下两侧，另外两个涵道风扇对称设置在机身的左右两侧。

17、本发明的有益效果是：

18、1、通过直线驱动组件驱动丝杠旋转，由于质量滑块上连接的连杆组件，使得质量滑块只能沿着丝杠水平移动，同时，质量滑块的水平移动会通过连杆组件带动机翼实现后掠或者展开，同时，在机翼后掠收缩时，即机翼整体转动至机身内，其重心发生后移，此时，质量滑块会前移，以平衡机翼后移导致的重心变化，便可使整机的重心在变体过程中基本保持不变，这样便实现了飞行器重心的自平衡，进而保证飞行器的稳定。

19、2、本发明采用以多个涵道风扇差动控制飞行器的方式，即取消了传统副翼对飞行器的辅助控制，转而依靠涵道差动实现飞行器的控制，避免了传统的机翼无法完全收入机身内部，保证了飞行器在狭窄地形飞行的可靠性，其次，由于原有机翼由于带有副翼，副翼与主翼间会存在间隙，这样的间隙可能会造成流动分离现象，致使飞行器阻力增大，而本发明采用涵道风扇，以涵道风扇的差动作用提供力矩，因此无须副翼，这样机翼变为一个整体，将不再有与副翼间隙，从而使机翼表面完整连续，从而提高机翼的气动性能。

技术特征：

1.一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，其特征在于，所述直线驱动组件包括：步进电机，其安装在下机身段的机身前隔板上，且其输出端穿过机身前隔板延伸到下机身段内后连接有丝杠，所述丝杠穿设在质量滑块中部开设的安装孔内，且质量滑块的安装孔固定有与丝杠匹配的丝杠螺母，丝杠螺母连接在丝杠上。

3.根据权利要求2所述的一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，其特征在于，两个连杆组件关于丝杠的中心线对称设置，且每个连杆组件包括：翼梁杆和牵引副杆，牵引副杆一端与质量滑块铰接，牵引副杆的另一端与翼梁杆的一端铰接，翼梁杆的另一端与机翼的端部连接，且翼梁杆转动连接在固定支座上，所述固定支座设置在机身前隔板朝向机身中隔板的一面。

4.根据权利要求3所述的一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，其特征在于，机翼的端面开设有插接孔，所述插接孔与翼梁杆插接，且机翼的端面还设置有连接耳，所述连接耳与翼梁杆连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，其特征在于，沿所述翼梁杆的长度方向开设有连接孔，所述连接孔与连接耳通过螺栓连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，其特征在于，设置连接耳的机翼的端面还开设有多个减重孔。

7.根据权利要求1所述的一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，其特征在于，所述下机身段内设置有机身中隔板，所述机身中隔板上设置有导向杆，所述导向杆穿设在质量滑块上开设的导向孔内。

8.根据权利要求1所述的一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，其特征在于，所述下机身段和上机身段之间设置有槽缝，所述槽缝用于后掠收缩时的机翼通过。

9.根据权利要求1所述的一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，其特征在于，所述涵道风扇为四个，且四个涵道风扇的轴线方向均与机身的长度方向平行。

10.根据权利要求10所述的一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，其特征在于，其中两个涵道风扇对称设置在机身的上下两侧，另外两个涵道风扇对称设置在机身的左右两侧。

技术总结
本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种基于涵道风扇动力的变体无人飞行器，包括：质量滑块、直线驱动组件、两个连杆组件以及多个涵道风扇，质量滑块滑动设置在下机身段内；直线驱动组件用于驱动质量滑块在下机身段内的长度方向上滑动；连杆组件的输入端与质量滑块连接，连杆组件的输出端各连接有一个机翼；多个涵道风扇均布设置在飞行器的机身尾部的外周上。本装置在实现机翼展开或者后掠收缩时，以平衡机翼后掠收缩或者展开时飞行器的重心，并结合涵道风扇以实现飞行器的稳定飞行。

技术研发人员：王掩刚,王琦允,杨忠鑫,王文卿
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15