本實(shí)用新型涉及一種直升機(jī)尾梁結(jié)構(gòu)，尤其是一種一體式的無人直升機(jī)尾梁結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

無人直升機(jī)目前在民用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，比如農(nóng)業(yè)植保、航拍、高空架線、管線巡檢、救災(zāi)、安防等。在實(shí)際使用中，載荷成為影響使用效果的至關(guān)重要的因素。因此在無人直升機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，保證機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，需要盡可能降低機(jī)體重量。

對(duì)于傳統(tǒng)的單旋翼無人直升機(jī)，尾梁主要用來傳遞尾槳產(chǎn)生的反扭力，因此需要足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。同時(shí)內(nèi)部需要安放傳動(dòng)系統(tǒng)把動(dòng)力傳遞至尾槳，因此需要一定的內(nèi)部空間。同時(shí)基于氣動(dòng)和外形美觀的考慮，尾梁外部形狀最好設(shè)計(jì)成光滑連續(xù)的。

目前市面上的傳統(tǒng)布局無人直升機(jī)，多采用簡(jiǎn)單的空心圓柱式尾管方案，有的外部固定蒙皮，從而使其美觀并優(yōu)化氣動(dòng)；有的直接放棄外部蒙皮。這種方案成本較低，但是需要尾管、尾管蒙皮、緊固件等，總重量較大。通常為了減重，尾管較細(xì)，內(nèi)部空間有限，使得內(nèi)部傳動(dòng)部件安放局促。此外，尾管長(zhǎng)度較長(zhǎng)，導(dǎo)致徑向的剛度通常不足，通常需要斜向的尾管支撐來補(bǔ)充剛度。尾管支撐不僅進(jìn)一步增加機(jī)體重量，同時(shí)加大了尾管蒙皮的設(shè)計(jì)難度。此外結(jié)構(gòu)復(fù)雜度越高，更增大了機(jī)體的整體設(shè)計(jì)難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的空心圓柱式尾管存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大以及蒙皮容易破損等問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種一體式無人直升機(jī)尾梁結(jié)構(gòu)，包括一體成型的尾梁前段、尾梁中段、尾梁過渡段以及尾梁后段；尾梁前段是由左側(cè)面、右側(cè)面以及底部安裝面構(gòu)成的三面體結(jié)構(gòu)；底部安裝面由高位面、低位面以及弧形過渡面構(gòu)成；弧形過渡面平滑連接在高位面和低位面之間；尾梁中段為連接在尾梁前段和尾梁過渡段之間的直空心管，且尾梁中段的一端同時(shí)與左側(cè)面、右側(cè)面以及高位面連接，尾梁中段的另一端與尾梁過渡段相連接；尾梁過渡段為連接在尾梁中段和尾梁后段之間的平滑收縮空心管；尾梁后段為直空心管，并在直空心管的左側(cè)面和右側(cè)面上設(shè)有U形槽口。

采用左側(cè)面、右側(cè)面以及底部安裝面構(gòu)成的三面體結(jié)構(gòu)，在安裝時(shí)需要插入機(jī)體內(nèi)的，既能夠有利于與機(jī)體框架貼合固接，又能夠增加前部的開口面積，有利于機(jī)身內(nèi)部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安裝；采用高位面、低位面以及弧形過渡面構(gòu)成底部安裝面，既能夠?qū)C(jī)體框架的安裝位置進(jìn)行限位固定，又能夠與機(jī)體框架相貼合，滿足安裝穩(wěn)固性和可靠性的要求；采用尾梁過渡段能夠滿足尾梁中段尾梁前段至尾梁后段的銜接過渡，且經(jīng)過尾梁過渡段的平滑收縮能夠有效減小尾梁的體積，減小尾梁的重量；采用直空心管的尾梁后段方便尾槳尾旋翼傳動(dòng)及控制機(jī)構(gòu)的安裝；采用U形槽口能夠方便尾槳機(jī)構(gòu)的安裝固定。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，尾梁中段的頂面與尾梁過渡段的頂面呈過渡性彎折，且彎折角度在175°~165°之間。采用過渡性彎折能夠起到較大的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，在左側(cè)面和右側(cè)面上設(shè)有側(cè)面安裝孔。采用側(cè)面安裝孔方便側(cè)面安裝固定。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，在低位面上設(shè)有底面安裝孔。采用底面安裝孔能夠方便底面安裝固定。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，尾梁后段的左側(cè)面和右側(cè)面上設(shè)有尾端安裝孔。采用尾端安裝孔能夠方便尾旋翼傳動(dòng)及控制機(jī)構(gòu)安裝固定。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，高位面、尾梁中段的底面、尾梁過渡段的底面以及尾梁后段的底面均位于同一平面上。該設(shè)計(jì)能夠確保尾梁的直線度，確保尾梁的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，左側(cè)面和右側(cè)面的上邊緣為弧形邊。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，尾梁后段的底面、左側(cè)面以及右側(cè)面內(nèi)壁均為平面。采用平面設(shè)置有利于尾旋翼傳動(dòng)及控制機(jī)構(gòu)的安裝。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，在尾梁中段和尾梁過渡段的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)向和軸向相互交錯(cuò)的加強(qiáng)筋。采用加強(qiáng)筋既可以與尾梁用同樣的碳纖維符合材料一體成型，也可以做成金屬件（如鋁、鋼等），在尾梁成型前預(yù)埋，固化成型后即可。這樣增加加強(qiáng)筋后可以適當(dāng)降低一體化尾梁的整體厚度，進(jìn)一步減輕重量。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，在尾梁后段頂面的內(nèi)壁上設(shè)有橫梁，橫梁連接尾梁后段的左側(cè)面和右側(cè)面內(nèi)壁。采用橫梁來彌補(bǔ)頂部開口的強(qiáng)度缺失，橫梁可以用鋁或碳纖復(fù)合材料等。

本實(shí)用新型的有益效果在于：（1）采用左側(cè)面、右側(cè)面以及底部安裝面構(gòu)成的三面體結(jié)構(gòu)，在安裝時(shí)需要插入機(jī)體內(nèi)的，既能夠有利于與機(jī)體框架貼合固接，又能夠增加前部的開口面積，有利于機(jī)身內(nèi)部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安裝；（2）采用高位面、低位面以及弧形過渡面構(gòu)成底部安裝面，既能夠?qū)C(jī)體框架的安裝位置進(jìn)行限位固定，又能夠與機(jī)體框架相貼合，滿足安裝穩(wěn)固性和可靠性的要求；（3）采用尾梁過渡段能夠滿足尾梁中段尾梁前段至尾梁后段的銜接過渡，且經(jīng)過尾梁過渡段的平滑收縮能夠有效減小尾梁的體積，減小尾梁的重量；（4）采用直空心管的尾梁后段方便尾梁后段的尾旋翼傳動(dòng)及控制機(jī)構(gòu)的安裝；（5）采用U形槽口能夠方便尾槳機(jī)構(gòu)的安裝固定。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3為本實(shí)用新型的右視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中:1、尾梁前段，2、尾梁中段，3、尾梁過渡段，4、尾梁后段，5、左側(cè)面，6、高位面，7、右側(cè)面，8、低位面，9、弧形過渡面，10、底面安裝孔，11、側(cè)面安裝孔，12、弧形邊，13、U形槽口，14、尾端安裝孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

本實(shí)用新型以機(jī)頭方向?yàn)榍?，機(jī)尾方向?yàn)楹筮M(jìn)行說明。

如圖1-3所示，本實(shí)用新型公開的一體式無人直升機(jī)尾梁結(jié)構(gòu)，包括一體成型的尾梁前段1、尾梁中段2、尾梁過渡段3以及尾梁后段4。

其中，尾梁前段1是由左側(cè)面5、右側(cè)面7以及底部安裝面構(gòu)成的三面體結(jié)構(gòu)；底部安裝面由高位面6、低位面8以及弧形過渡面9構(gòu)成；弧形過渡面9平滑連接在高位面6和低位面8之間；尾梁中段2為連接在尾梁前段1和尾梁過渡段3之間的直空心管，且尾梁中段2的一端同時(shí)與左側(cè)面5、右側(cè)面7以及高位面6連接，尾梁中段2的另一端與尾梁過渡段3相連接；尾梁過渡段3為連接在尾梁中段2和尾梁后段4之間的平滑收縮空心管；尾梁后段4為直空心管，并在直空心管的左側(cè)面和右側(cè)面上設(shè)有U形槽口13；尾梁中段2的頂面與尾梁過渡段3的頂面呈過渡性彎折，且彎折角度在175°~165°之間，優(yōu)選為170°；在左側(cè)面5和右側(cè)面7上設(shè)有側(cè)面安裝孔11；在低位面8上設(shè)有底面安裝孔10；尾梁后段4的左側(cè)面和右側(cè)面上設(shè)有尾端安裝孔14；高位面6、尾梁中段2的底面、尾梁過渡段3的底面以及尾梁后段4的底面均位于同一平面上；左側(cè)面5和右側(cè)面7的上邊緣為弧形邊12；尾梁后段4的底面、左側(cè)面以及右側(cè)面內(nèi)壁均為平面。

為了進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在尾梁中段2和尾梁過渡段3的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)向和軸向相互交錯(cuò)的加強(qiáng)筋。采用加強(qiáng)筋既可以與尾梁用同樣的碳纖維符合材料一體成型，也可以做成金屬件（如鋁、鋼等），在尾梁成型前預(yù)埋，固化成型后即可。這樣增加加強(qiáng)筋后可以適當(dāng)降低一體化尾梁的整體厚度，進(jìn)一步減輕重量。在尾梁后段4頂面的內(nèi)壁上設(shè)有橫梁，橫梁連接尾梁后段4的左側(cè)面和右側(cè)面內(nèi)壁。采用橫梁來彌補(bǔ)頂部開口的強(qiáng)度缺失，橫梁可以用鋁或碳纖復(fù)合材料等。

本實(shí)用新型的尾梁前段1、尾梁中段2、尾梁過渡段3以及尾梁后段4為一個(gè)整體空心異型管部件，采用碳纖維復(fù)合材料一次成型。尾梁前段1的頂面挖空，三面體結(jié)構(gòu)有利于與機(jī)體框架貼合固接，尾梁前部側(cè)面有若干用于螺栓緊固的側(cè)面安裝孔11，也可以使用粘接方式將尾梁前部外側(cè)的三個(gè)平面固定在機(jī)身框架上，尾梁前段1的頂面挖空增加前部開口面積，有利于尾槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安裝，尾梁前部藏于機(jī)體中，外觀不可見。

尾梁過渡段3為平滑過渡的空心管，從與機(jī)身框架相接部位過渡縮小到尾槳機(jī)構(gòu)安裝部位，尾梁過渡段3的中部與無人直升機(jī)外殼相連，是整體一部分，具體造型設(shè)計(jì)可以依據(jù)外形進(jìn)行調(diào)整。

尾梁后段4為尾槳機(jī)構(gòu)安裝部位，尾梁后段4的內(nèi)側(cè)從尾梁過渡段3逐漸過渡為左平面、底平面以及右平面三個(gè)平面，有利于尾旋翼傳動(dòng)及控制機(jī)構(gòu)的安裝，后部的左、右、底三個(gè)平面有若干用于螺栓緊固用的尾端安裝孔14，用于固定尾旋翼傳動(dòng)及控制機(jī)構(gòu)，尾梁后部的外側(cè)依據(jù)整體造型設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，保持與中部和機(jī)身外殼的一致性。

本實(shí)用新型的尾梁的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于：用一個(gè)一體成型的無人直升機(jī)尾梁結(jié)構(gòu)代替了原本可能用到的蒙皮、尾管、尾管支撐等，同時(shí)擁有結(jié)構(gòu)支撐、外觀造型、外部蒙皮優(yōu)化氣動(dòng)等功能；安裝或固接部位設(shè)計(jì)成平面，利于安裝定位；采用碳纖維復(fù)合材料，類錐管造型，確保足夠的強(qiáng)度和剛度；省去了尾管支撐，降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度和整體重量；該一體式無人直升機(jī)尾梁結(jié)構(gòu)同時(shí)滿足了功能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的需求，節(jié)省了整體體積和重量；給傳動(dòng)等其他機(jī)構(gòu)預(yù)留足夠大的內(nèi)部空間。

如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本實(shí)用新型，但其不得解釋為對(duì)本實(shí)用新型自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本實(shí)用新型的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。