无人机机翼结构及轻型飞翼布局无人机的制作方法

本申请涉及无人机，具体涉及一种无人机机翼结构及轻型飞翼布局无人机。

背景技术：

1、为实现无人机的超长续航，目前最迫切的需要在两个方面开展设计：一方面是气动设计，无人机机翼需采用超大展弦比的气动布局，该布局形式对大气紊流较为敏感，产生较大的气动载荷；另一方面是飞机结构设计，无人机需内置大量电池来维持夜间飞行导致电池与机体结构重量比非常高，要求无人机结构自身进行极致地减重。

2、上述设计导致无人机必须以极轻的机体结构去承担大面积机翼的气动载荷，在面对瞬息万变的气流环境时机体结构非常脆弱，容易发生飞行事故。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种无人机机翼结构及轻型飞翼布局无人机，旨在解决现有技术中超大展弦比无人机在多变气流环境下容易发生飞行事故的问题。

2、本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面：

4、一种无人机机翼结构，包括翼身以及机身主梁；

5、所述翼身包括机翼前梁、机翼后梁、若干机翼桁架肋以及若干机身桁架肋，所述机翼前梁和所述机翼后梁均连接于所述机身主梁，若干所述机身桁架肋沿所述机身主梁长度方向等间距设置在所述机身主梁上，若干所述机翼桁架肋沿所述主梁腹板的长度方向等间距垂直连接于所述主梁腹板，所述机翼桁架肋的两端延伸至主梁腹板外；

6、所述机翼前梁为机翼前缘应力蒙皮和主梁腹板构成的d形截面梁，所述机翼前缘应力蒙皮承接于所述机翼桁架肋靠近于机翼前缘的一端，所述机翼后梁设置于机翼后缘一侧且与所述主梁腹板平行，所述机翼后梁与所述机翼桁架肋固定连接。

7、可选的，所述主梁腹板靠近于所述机身主梁的还设有附加腹板，所述附加腹板与所述主梁腹板平行，所述附加腹板、所述主梁腹板以及位于所述附加腹板与所述主梁腹板上下侧的机翼前缘应力蒙皮围成翼面口字形截面梁，所述机身主梁面向所述机翼前梁一侧设置有机身口字形截面梁，所述翼面口字形截面梁穿入所述机身口字形截面梁并通过传剪螺栓固定。

8、可选的，所述主梁腹板位于所述机翼桁架肋的前缘点往后至机翼桁架肋弦长的百分之三十位置处。

9、可选的，所述机翼桁架肋采用普拉特式桁架形式的夹层结构，且所述机翼桁架肋的桁架夹角为80度。

10、可选的，所述机翼后梁位于所述机翼桁架肋的前缘点往后至机翼桁架肋弦长的百分之七十位置处。

11、可选的，所述机翼后梁为20mm直径的圆形碳纤维管，所述机翼后梁一端固定连接至少四根所述的机翼桁架肋，所述机翼后梁的另一端与所述机身主梁传剪连接。

12、可选的，所述机身主梁沿其长度方向等间距设置有若干机身桁架肋，所述机身桁架肋之间的相邻间距为380mm-400mm。

13、可选的，所述机身桁架肋采用华伦桁架形式的夹层结构，所述机身桁架肋的桁架夹角为80度。

14、可选的，所述机身桁架肋之间设置有由泡沫夹芯和碳纤维预浸料制成的复合增强筋板。

15、第二方面：

16、一种轻型飞翼布局无人机，包括机身主体以及上述的无人机机翼结构，所述翼身通过所述机身主梁固定于所述机身主体。

17、与现有技术相比，本申请的有益效果是：

18、本申请实施例提出的一种无人机机翼结构及轻型飞翼布局无人机，除机身肋板和机翼肋板采用桁架设计外，翼身采用应力蒙皮+非应力蒙皮+d型梁的混合设计。机翼前缘采用应力蒙皮以保证前缘气动外形，机翼其他部位采用采用非应力蒙皮。机翼前缘的应力蒙皮与主梁腹板构成d型截面的机翼前梁，机翼前梁和机翼后梁通过与机身主梁连接，将载荷传入机身主梁，通过挤压传递剪力，传递机翼扭矩至机身主梁，从而实现以极轻的机体结构获得极高的传力效率，使得超大展弦比无人机适应复杂气流环境运行。

技术特征：

1.一种无人机机翼结构，其特征在于，包括翼身以及机身主梁；

2.根据权利要求1所述的无人机机翼结构，其特征在于，所述主梁腹板靠近于所述机身主梁的一侧还设置有附加腹板，所述附加腹板与所述主梁腹板相互平行，所述附加腹板、所述主梁腹板以及位于所述附加腹板与所述主梁腹板上下侧的机翼前缘应力蒙皮围成翼面口字形截面梁，所述机身主梁面向所述机翼前梁一侧设置有机身口字形截面梁，所述翼面口字形截面梁穿入所述机身口字形截面梁并通过传剪螺栓固定。

3.根据权利要求1所述的无人机机翼结构，其特征在于，所述主梁腹板位于所述机翼桁架肋的前缘点往后至机翼桁架肋弦长的百分之三十位置处。

4.根据权利要求1所述的无人机机翼结构，其特征在于，所述机翼桁架肋采用普拉特式桁架形式的夹层结构，且所述机翼桁架肋的桁架夹角为80度。

5.根据权利要求1所述的无人机机翼结构，其特征在于，所述机翼后梁位于所述机翼桁架肋的前缘点往后至机翼桁架肋弦长的百分之七十位置处。

6.根据权利要求1所述的无人机机翼结构，其特征在于，所述机翼后梁为20mm直径的圆形碳纤维管，所述机翼后梁一端固定连接至少四根所述的机翼桁架肋，所述机翼后梁的另一端与所述机身主梁传剪连接。

7.根据权利要求1所述的无人机机翼结构，其特征在于，所述机身桁架肋之间的相邻间距为380mm-400mm。

8.根据权利要求7所述的无人机机翼结构，其特征在于，所述机身桁架肋采用华伦桁架形式的夹层结构，所述机身桁架肋的桁架夹角为80度。

9.根据权利要求7所述的无人机机翼结构，其特征在于，所述机身桁架肋之间设置有由泡沫夹芯和碳纤维预浸料制成的复合增强筋板。

10.一种轻型飞翼布局无人机，其特征在于，包括机身主体以及权利要求1-9中任一项权利要求所述的无人机机翼结构，所述翼身通过所述机身主梁固定于所述机身主体。

技术总结
本申请公开了一种无人机机翼结构及轻型飞翼布局无人机，涉及无人机技术领域，包括翼身以及机身主梁；翼身包括机翼前梁、机翼后梁、若干机翼桁架肋以及若干机身桁架肋，机翼前梁和所述机翼后梁均连接于机身主梁，若干机身桁架肋沿所述机身主梁长度方向等间距设置在机身主梁上，若干机翼桁架肋沿所述主梁腹板的长度方向等间距垂直连接于主梁腹板，机翼桁架肋的两端延伸至主梁腹板外；机翼前梁为机翼前缘应力蒙皮和主梁腹板构成的D形截面梁，机翼前缘应力蒙皮承接于机翼桁架肋靠近于机翼前缘的一端，机翼后梁设置于机翼后缘一侧且与主梁腹板平行，机翼后梁与机翼桁架肋固定连接。本申请使得超大展弦比无人机能够于复杂环境下长续航执行飞行任务。

技术研发人员：程家林,支亚非,王珏,杨文,伍鹏程,何岩,邓忠,冀拓,吴松泽
受保护的技术使用者：成都飞机工业（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16