無人駕駛太陽能航空器的製作方法

2023-10-11 03:18:04

專利名稱：無人駕駛太陽能航空器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高空，長航時，無人駕駛的航空器，尤其是採用以太陽能為驅動動力的無人駕駛太陽能航空器。
背景技術：
當前世界許多國家在民用和軍用方面已充分認識到衛星，同步衛星與高空，長航時無人駕駛太陽能航空器的競爭趨勢，衛星在民用、軍用方面的使用，例如通訊監測，中繼，天文觀測，大氣標本取樣，地質勘探，監視救援，監控交通，對敵偵察，監控無線電與雷達等等，太陽能航空器都能完成，由於太陽能航空器在高空飛行，可以得到充足的太陽光照射，它的驅動能源取之不盡，與衛星相比，它的機動性和操縱性都很好，可隨意長時間或短時間移動定位於所需的空間，可以精確控制飛行高度和所處的方位，在這一點上它是優勝於衛星的遙控飛行工作平臺，從經濟性上比較，那就更優於衛星，即使不與衛星相比，而在高空，長航時無人駕駛航空器類之中比較，如果要求高空和長航時那麼採用太陽能為驅動能源，也是非常有利的，因此許多國家在這方面正在大力開展研究試製工作。
最近時期美國Helios太陽能飛機試飛成功，揭示了一些有益的嘗試，它的飛機總體形式是大翼展，多槳，多支點起落裝置，由於採用了這種飛機總體形式，也帶來了一些不利的因素，如大翼展帶來結構重量偏重的問題，由於彈性變形比較大不利於接收太陽的輻射能，解決縱向穩定和操縱問題比較困難，多支點的起落裝置，帶來飛行阻力加大和結構重量上的加重，總之這些不利方面應該在設計未來的太陽能航空器時引以為戒。
申請人曾提出了「太陽能無人駕駛勘測飛機」(專利號94209702.5)，經試飛取得了許多有益的經驗和數據。
綜合上述的背景技術，便於我們針對新的使用技術要求提出無人駕駛太陽能航空器的總體方案。

發明內容
根據上述，本實用新型的目的在於提供一種能夠1、使太陽能電池板儘可能最多的接收太陽能的輻射；2、盡最大可能降低機翼的誘導阻力；3、較好的留空性能；4、使飛機總體結構重量最輕；5、能較易滿足不同的軍用，民用要求的改裝；6、具有較好的使用維護性的無人駕駛太陽能航空器。
為了實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的一種無人駕駛太陽能航空器，主要由上機翼(1)，下機翼(2)，翼端小翼(3)，太陽能電池板(4)，左，中，右測控與機載設備艙(5)，(6)，(7)，能源系統(8)，推進器(9)，控制系統(10)組成，其中上機翼(1)為具有前掠角φ1，下反角α1的長方形機翼，下機翼(2)為具有後掠角φ2，上反角α2的長方形機翼，下機翼(2)與上機翼(1)前後錯開，上機翼(1)與下機翼(2)在翼端由翼端小翼(3)，再通過左，中，右測控與機載設備艙(5)，(6)，(7)的連接，構成複式飛翼型的航空器整體，上機翼(1)和下機翼(2)的上翼面全部布滿太陽能電池板(4)，下機翼(2)的前緣部位設置了6臺推進器(9)。
上述的技術方案具有以下優點和效果1、由於採用了複式機翼形式，起到了大翼展的氣動效果，大大降低了誘導阻力，而且結構重量會很輕；2、由於採用了複式機翼形式，作到了儘可能多的布置太陽能電池板；3、由於上機翼1與下機翼2前後錯開，使接收太陽輻射能的效率提高；4、本實用新型結構的整體布局合理，使結構承力路線最短，不但考慮了靜強度，同時充分考慮了氣動彈性的要求；5、本實用新型能源系統布置合理，提高了推進效率；6、本實用新型具有較好的使用維護性能。


圖1A為本實用新型的正視圖圖1B為本實用新型的俯視圖圖1C為本實用新型的側視圖圖2為本實用新型的能源系統示意圖圖中1-上機翼，11-左上翼外翼，12-左上翼中翼，13-右上翼中翼，14-右上翼外翼，2-下機翼，21-左下翼外翼，22-左下翼中翼，23-右下翼中翼，24-右下翼外翼，3-翼端小翼，4-太陽能電池板，5-左測控機載設備艙，51-左起落裝置，6-中測控機載設備艙，61-中起落裝置，7-右測控機載設備艙，71-右起落裝置，8-能源系統，81-開關裝置，82-蓄電裝置，83-蓄電池，84-電動馬達，9-推進器，10-控制系統，11-平衡杆具體實施方式
由圖1A，圖1B，圖1C所示，本實用新型主要由上機翼1，下機翼2，翼端小翼3，太陽能電池板4，左，中，右測控與機載設備艙5，6，7，能源系統8，推進器9，控制系統10組成，其中上機翼1為具有前掠角φ1，下反角α1的長方形機翼，下機翼2為具有後掠角φ2，上反角α2的長方形機翼，下機翼2與上機翼1前後錯開，上機翼1與下機翼2在翼端，由翼端小翼3，再通過左，中，右測控與機載設備艙5，6，7的連接，構成複式飛翼型的航空器整體，上機翼1和下機翼2的上翼面全部布滿太陽能電池板4，下機翼2的前緣部位設置了6臺推進器9。
由圖可見，下機翼2與上機翼1前後錯開，互不遮蔽，可以達到較好的接收太陽輻射能的效果。
由於機翼是長方形給布置太陽能電池板4帶來方便。
上機翼1與下機翼2實際翼展並不很大，但通過翼端小翼3的連接形成了大的氣動翼展，最終使誘導阻力很小，這一點對長航時飛機是非常有利的。
同時上機翼1和下機翼2與翼端小翼3組成一收斂形通道，對消除撫流，附面層堆積，氣流幹擾是有利的起到加速氣流和疏整氣流的作用，有利於提高航空器的升力特性。
又知，上機翼1的前掠和下機翼2的後掠，主要考慮的是氣動布局和部位安排的需要，由於φ1與φ2較小其附面層效應的問題並不嚴重。
由圖可知。考慮到機翼的裝配工藝，使用維護和運輸，本實用新型上機翼1分成左上翼外翼11，左上翼中翼12，右上翼中翼13，右上翼外翼14，共分四段，下機翼2分成左下翼外翼21，左下翼中翼22，右下翼中翼23，右下翼外翼24，共分四段。使用時各段通過連接件對接而成為受力的整體。
由圖還可知，下機翼2的上反角α2的絕對值大於上機翼1的下反角α1的絕對值，二者綜合匹配可較易解決橫向穩定性，同時還滿足近地面時推進器布置的要求。
由圖還可知，在左，中，右測控與機載設備艙底部安裝有左，中，右起落裝置51，61，71，並為前三點式布局。
在中測控與機載設備艙6的前部安裝有用於重量平衡的平衡杆11，也可做為皮托管使用。
又知，控制系統10(圖中為示)裝置於左，中，右測控與機載設備艙5，6，7之中，其操縱組件通過其中引向相關操縱面實現對本實用新型的飛行控制。
由圖2所示，為能源系統8的示意框圖，該系統由太陽能電池板4，開關裝置81，蓄電裝置82，蓄電池83，電動馬達84，配電器85，推進器9組成。
權利要求1.一種無人駕駛太陽能航空器，主要由上機翼(1)，下機翼(2)，翼端小翼(3)，太陽能電池板(4)，左，中，右測控與機載設備艙(5)，(6)，(7)，能源系統(8)，推進器(9)，控制系統(10)組成，其特徵在於上機翼(1)為具有前掠角φ1，下反角α1的長方形機翼，下機翼(2)為具有後掠角φ2，上反角α2的長方形機翼，下機翼(2)與上機翼(1)前後錯開，上機翼(1)與下機翼(2)在翼端，由翼端小翼(3)再通過左，中，右測控與機載設備艙(5)，(6)，(7)的連接構成複式飛翼型的航空器整體，上機翼(1)和下機翼(2)的上翼面全部布滿太陽能電池板(4)，下機翼(2)的前緣部位設置了6臺推進器(9)。
2.根據權利要求1所述的無人駕駛太陽能航空器，其特徵在於上機翼(1)，由左上翼外翼(11)，左上翼中翼(12)，右上翼中翼(13)，右上翼外翼(14)組成。
3.根據權利要求1所述的無人駕駛太陽能航空器，其特徵在於下機翼(2)，由左下翼外翼(21)，左下翼中翼(22)，右下翼中翼(23)，右下翼外翼(24)組成。
4.根據權利要求1所述的無人駕駛太陽能航空器，其特徵在於下機翼(2)的上反角α2的絕對值大於上機翼(1)的下反角α1的絕對值。
5.根據權利要求1所述的無人駕駛太陽能航空器，其特徵在於能源系統(8)，由太陽能電池板(4)，開關裝置(81)，蓄電裝置(82)，蓄電池(83)，電動馬達(84)，配電器(85)，推進器(9)組成。
6.根據權利要求1所述的無人駕駛太陽能航空器，其特徵在於在中測控與機載設備艙(6)的前部裝有平衡杆(11)。
專利摘要一種無人駕駛太陽能航空器,由上機翼(1),下機翼(2),翼端小翼(3),太陽能電池板(4),左,中,右測控與機載設備艙(5),(6),(7),能源系統(8),推進器(9),控制系統(10)組成,其中具有下反角的上機翼(1)與具有上反角的下機翼(2)在翼端通過翼端小翼(3)連接,同時通過左,中,右測控與機載設備艙(5),(6),(7)的上下部分別與上機翼(1)和下機翼(2)連接構成複式飛翼型的航空器整體,上,下機翼(1),(2)的上翼面全部布滿太陽能電池板(4),下機翼(2)的前緣部位設置了6臺推進器(9)。
文檔編號B64C3/00GK2506536SQ0127098
公開日2002年8月21日 申請日期2001年11月16日 優先權日2001年11月16日
發明者李曉陽 申請人:珠海翌洋航空技術有限公司