一種組合涵道飛行器結構的製作方法

2023-12-03 17:38:41 1

本發明涉及飛行器，屬於飛行器技術領域，更具體地說，本發明涉及一種組合涵道飛行器結構。

背景技術：

無人飛行器按功能可分為固定翼類、旋翼類和涵道類，涵道飛行器是目前較前沿的飛行器。

涵道類飛行器目前常見多為單體涵道，僅適用於低空低速飛行，且受限於單臺發動機功率及轉動慣量等問題，單體涵道載重能力無法有較大的提升，且結構較為複雜。

涵道飛行器採用的都是涵道內安裝螺旋槳推進器(簡稱螺旋槳)，通過發動機提供動力使螺旋槳旋轉，產生推力使飛行器脫離地面，若採用單組螺旋槳，則螺旋槳高速旋轉時會產生一個反向扭矩，必須在涵道內安裝平衡反扭裝置抵消反扭矩，這就增加了系統複雜程度且降低了涵道內氣動效率。若使用雙組螺旋槳推進器對轉相互抵消自身反扭矩，則螺旋槳推進效率會有所降低，且需增加涵道深度尺寸滿足雙螺旋槳安裝空間。

當前市面上涵道飛行器多為單涵道結構，多為針對某個特定需求研製，任務載荷、使用環境等較為單一，不能實現多用途，同時現有涵道飛行器很多結構設計都不符合流體設計，其飛行時不僅空氣阻力較大，能耗高，且由於空氣的阻擋摩擦，噪聲較大，而且外部長久使用後極易損壞。

技術實現要素：

基於以上技術問題，本發明提供了一種組合涵道飛行器結構，從而解決了以往涵道飛行器結構複雜、成本高、空氣阻力大及能耗高的技術問題。

為解決以上技術問題，本發明採用的技術方案如下：

一種組合涵道飛行器結構,由組合涵道中心體和N個單涵道飛行體組成，N個單涵道飛行體對稱均勻設置在組合涵道中心體外側，所述N個單涵道飛行體環形相接，與組合涵道中心體共同組成圓環形的組合涵道飛行器；

其中，

所述組合涵道中心體內部中空形成內置空腔；

所述單涵道飛行體包括扇形的單涵道飛行體主體，單涵道飛行體主體中部設有涵道，涵道內從下往上依次設置有反扭矩柵格舵、動力裝置及用於支撐動力裝置的支撐件；

N為大於四的偶數。

進一步的，所述組合涵道中心體包括上端開口的圓筒，圓筒上端可拆卸的連接有弧形筒蓋。

進一步的，所述N個單涵道飛行體與組合涵道中心體均為可拆卸連接。

進一步的，所述反扭矩柵格舵包括多個均勻排列的柵格滑流舵，多個柵格滑流舵通過鉸接柵格滑流舵連杆連為一體並實現聯動，所述柵格滑流舵兩端均設置有舵面轉軸，舵面轉軸可轉動的插接到單涵道飛行體上，多個所述柵格滑流舵中的任意一個柵格滑流舵的舵面轉軸還通過轉動杆連接有驅動伺服舵機。

進一步的，所述動力裝置包括螺旋槳推進器及與螺旋槳推進器連接的驅動件。

進一步的，所述驅動件為電機或油機。

進一步的，所述支撐件包括與動力裝置連接的圓筒座、與圓筒座連接的多個支腳，多個支腳均勻分布且卡在涵道上端開口，所述圓筒座內部為中空結構。

進一步的，所述圓筒座為半橢圓結構。

進一步的，所述單涵道飛行體主體下端還設置有起落架。

與現有技術相比，本發明的有效效果是：

1、本發明結構簡單，單涵道飛行體環形相接，與組合涵道中心體共同組成圓環形的組合涵道飛行器，從而形成流線型設計，能夠減少空氣阻力和噪聲，降低了能耗。

2、本發明單涵道飛行體和組合涵道中心體可拆卸連接，裝卸和運輸方便，能夠根據需要選擇單涵道飛行體數量，滿足不同載重和用途的需求，適用性更強。

3、本發明的組合涵道中心體和圓筒座內部均為空腔結構，可以用於放置飛行器所需的電器件和燃料，無需再設計其它安裝結構，結構更為簡單。

4、本發明省略了現有平衡反扭裝置，使用了全新結構的反扭矩柵格舵實現反扭矩的平衡，從而平衡更快捷準確，且減少了平衡需要的能耗，保證飛行器滿足垂直起降、平穩飛行的要求，飛行狀態改變快捷。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的結構分解示意圖；

圖3是組合涵道中心體的剖視圖；

圖4是單涵道飛行體的結構示意圖；

圖5是支撐件的結構示意圖；

圖6是反扭矩柵格舵的結構示意圖；

圖7是反扭矩柵格舵的氣流方向示意圖，箭頭表示氣流方向；

圖中的標號分別表示為：1、組合涵道中心體；2、單涵道飛行體；3、弧形筒蓋；4、圓筒；5、涵道；6、單涵道飛行體主體；7、反扭矩柵格舵；8、起落架；9、支撐件；10、驅動件；11、螺旋槳推進器；12、圓筒座；13、支腳；14、柵格滑流舵；15、舵面轉軸；16、柵格滑流舵連杆；17、驅動伺服舵機；18、轉動杆。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。本發明的實施方式包括但不限於下列實施例。

如圖1-圖4所示，一種組合涵道飛行器結構,由組合涵道中心體1和N個單涵道飛行體2組成，N個單涵道飛行體2對稱均勻設置在組合涵道中心體1外側，所述N個單涵道飛行體2環形相接，與組合涵道中心體1共同組成圓環形的組合涵道飛行器結構；

其中，

所述組合涵道中心體1內部中空形成內置空腔；

所述單涵道飛行體2包括扇形的單涵道飛行體主體6，單涵道飛行體主體6中部設有涵道5，涵道5內從下往上依次設置有反扭矩柵格舵7、動力裝置及用於支撐動力裝置的支撐件9；

N為大於四的偶數。

本發明的組合涵道飛行器結構整體呈圓環形結構，從而使其符合流線型設計，能夠減少空氣阻力和噪聲，N個單涵道飛行體2環形相接，無間隙存在，且組合涵道中心體1外側均勻對稱設置N個單涵道飛行體2，N為大於四的偶數，從而保證飛行器結構重心平衡，其在飛行時能保持平穩，並可通過調節單涵道飛行體數量，使其滿足要求的同時減少自重，降低能耗。

本發明飛行器結構主要通過N個單涵道飛行體2提供動力，通過改變流過涵道5的氣體流向和流速，控制飛行器的整體飛行狀態，動力裝置為飛行器提供動力，反扭矩柵格舵5則主要用於保持飛行器平衡，用於平衡飛行器的反扭矩。

本發明的組合涵道中心體1內部中空形成內置空腔，內置空腔內可以設置為動力裝置提供燃料和能量的油箱和驅動電源，也可以設置用於控制飛行的姿態傳感器、飛行控制器、GPS定位裝置等，從而簡化了結構。

本發明組合涵道中心體1包括上端開口的圓筒4，圓筒4上端可拆卸的連接有弧形筒蓋3。圓筒4和弧形筒蓋3均採用圓弧形結構，則形成流線型外壁，在保證飛行平穩的同時也減少了空氣阻力和噪音，降低了能耗；且二者為可拆卸方式連接，裝卸內部件十分方便。

為了方便裝卸和運輸，隨時調節單涵道飛行體數量，N個單涵道飛行體2與組合涵道中心體1均為可拆卸(如插接、扣接、螺栓連接或粘接等)連接。

如圖6、圖7所示，作為單涵道飛行體2的重要組成部分，所述反扭矩柵格舵7包括多個均勻排列的柵格滑流舵14，多個柵格滑流舵14通過鉸接柵格滑流舵連杆16連為一體並實現聯動，所述柵格滑流舵14兩端均設置有舵面轉軸15，舵面轉軸15可轉動的插接到單涵道飛行體2上，多個所述柵格滑流舵14中的任意一個柵格滑流舵14的舵面轉軸15還通過轉動杆18連接有驅動伺服舵機17。多個柵格滑流舵14通過舵面轉軸15插接到單涵道飛行體2上，位於涵道5最下端，上端是動力裝置，動力裝置產生的下洗氣流會經過柵格滑流舵14；多個柵格滑流舵14通過柵格滑流舵連杆16連為一體，並且二者鉸接，通過柵格滑流舵連杆16可以保證所有的柵格滑流舵14轉動位置相同，即實現聯動，當驅動伺服舵機17驅動轉動杆18轉動時，轉動杆18帶動柵格滑流舵14的舵面轉軸15轉動，在柵格滑流舵連杆16作用下，實現所有的柵格滑流舵14轉動相同角度，改變通過柵格滑流舵14的下洗氣流方向，從而可以改變飛行器飛行狀態，並通過柵格滑流舵14偏轉角度調節其受到的反作用，進而平衡飛行器因動力裝置轉動而帶來的反扭矩。本發明省略了現有技術複雜的平衡反扭裝置，使用了全新結構的反扭矩柵格舵7實現反扭矩的平衡，從而平衡更快捷準確，且減少了平衡需要的能耗，保證飛行器使用時滿足垂直起降、平穩飛行的要求。

上述的動力裝置包括螺旋槳推進器11及與螺旋槳推進器11連接的驅動件10。螺旋槳推進器11在驅動件10的帶動下旋轉，產生向下的下洗氣流，為飛行器提供動力。

上述的驅動件10為電機或油機。電機或油機與螺旋槳推進器11連接用於控制螺旋槳推進器11旋轉，可以根據實際需要選擇。

為進一步詳細說明單涵道飛行體2的結構，所述支撐件包括與動力裝置連接的圓筒座12、與圓筒座12連接的多個支腳13，多個支腳13均勻分布且卡在涵道5上端開口，所述圓筒座12內部為中空結構。圓筒座12設計成內部中空的結構，其內部空腔可以設置動力裝置所需的動力裝置調速開關組件，簡化了結構，並通過多個支腳13均勻分布且卡在涵道5上端開口將動力裝置卡緊在單涵道飛行體主體6，使得其裝卸方便，並且支腳13之間留有足夠的空間，能增大動力裝置所需的氣流流動空間，使得飛行器飛行更加平穩，不會出現斷流、進氣不暢的問題。

當驅動件10採用電機時，動力裝置調速開關組件為電子調速器，用於開閉電機和調節電機轉速；當驅動件10採用油機時，動力裝置調速開關組件包括CDI點火器和油門控制伺服舵機，CDI點火器用於油機點火，而油門控制伺服舵機則控制油機油門從而調節油機轉速，為了保證油機的長久使用，動力裝置調速開關組件還可設置為油機提供燃料的副油箱，保證油機燃料充足。

上述圓筒座12為半橢圓結構，原理與組合涵道中心體1一樣，用於簡化結構，減少空氣阻力。

本發明為了保證飛行器在飛行降落時安全，在所述單涵道飛行體主體6下端還設置有起落架8。起落架8能起到緩衝卸力的作用，減少飛行器降落時的撞擊。

具體實施例

如圖1-7所示，一種組合涵道飛行器結構,由組合涵道中心體1和八個單涵道飛行體2組成，八個單涵道飛行體2對稱均勻設置在組合涵道中心體1外側，所述八個單涵道飛行體2環形相接，與組合涵道中心體1共同組成圓環形的組合涵道飛行器結構；所述組合涵道中心體1內部中空形成內置空腔；所述單涵道飛行體2包括扇形的單涵道飛行體主體6，單涵道飛行體主體6中部設有涵道5，涵道5內從下往上依次設置有反扭矩柵格舵7、動力裝置及用於支撐動力裝置的支撐件9；所述組合涵道中心體1包括上端開口的圓筒4，圓筒4上端可拆卸的連接有弧形筒蓋3；所述八個單涵道飛行體2與組合涵道中心體1均為可拆卸連接；所述反扭矩柵格舵7包括多個均勻排列的柵格滑流舵14，多個柵格滑流舵14通過鉸接柵格滑流舵連杆16連為一體並實現聯動，所述柵格滑流舵(14)兩端均設置有舵面轉軸15，舵面轉軸15可轉動的插接到單涵道飛行體2上，多個所述柵格滑流舵14中的任意一個柵格滑流舵14的舵面轉軸15還通過轉動杆18連接有驅動伺服舵機17。所述動力裝置包括螺旋槳推進器11及與螺旋槳推進器11連接的驅動件10；所述驅動件10為油機；所述支撐件包括與動力裝置連接的圓筒座12、與圓筒座12連接的四個支腳13，四個支腳13均勻分布且卡在涵道5上端開口，所述圓筒座12內部為中空的半橢圓結構；所述單涵道飛行體主體6下端還設置有起落架8。

如上所述即為本發明的實施例。上述實施例以及實施例中的具體參數僅是為了清楚表述發明人的發明驗證過程，並非用以限制本發明的專利保護範圍，本發明的專利保護範圍仍然以其權利要求書為準，凡是運用本發明的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本發明的保護範圍內。