長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種油電混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)領(lǐng)域領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)小型無(wú)人機(jī)采用鋰電池為動(dòng)力，存在航時(shí)短、航程近的缺陷；而采用汽油、甲醇等燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性比電機(jī)低，存在容易熄火、發(fā)生事故后易燃易爆等不足?，F(xiàn)有的小型無(wú)人機(jī)一般為單一動(dòng)力系統(tǒng)，多為鋰電池或使用汽油、甲醇等燃料的內(nèi)燃機(jī)，沒有同時(shí)使用鋰電池與甲醇兩種動(dòng)力的無(wú)人機(jī)。
[0003]雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)一般布置在機(jī)翼上，如果一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，會(huì)出現(xiàn)由于發(fā)動(dòng)機(jī)推力不平衡發(fā)生的航線偏轉(zhuǎn)，危及飛行安全。
[0004]大多數(shù)小型無(wú)人機(jī)采用鋰電池為動(dòng)力，存在航時(shí)短、航程近的缺陷；而采用汽油、甲醇等燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性比電機(jī)低，存在容易熄火、發(fā)生事故后易燃易爆等不足。發(fā)動(dòng)機(jī)在布置在機(jī)翼上的雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火之后繼續(xù)飛行，會(huì)出現(xiàn)由于發(fā)動(dòng)機(jī)推力不平衡發(fā)生的航線偏轉(zhuǎn)，使飛機(jī)安全性降低。
[0005]經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN101837835A公開(公告)日2010.09.22，公開了一種適用于人工影響天氣的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，包括兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，一臺(tái)前拉式發(fā)動(dòng)機(jī)與無(wú)人機(jī)機(jī)頭連接，提供前向拉力，一臺(tái)后推式發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)尾連接，提供推力，前拉式發(fā)動(dòng)機(jī)的拉力線與后推式發(fā)動(dòng)機(jī)的推力線重合。作業(yè)時(shí)，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，提供無(wú)人機(jī)飛行的動(dòng)力，當(dāng)其中一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障滅車時(shí)，另外一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)工作。但該技術(shù)在高空缺氧以及高濕度環(huán)境中兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)均存在發(fā)生故障滅車的危險(xiǎn)，并且兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)全部滅車后飛機(jī)會(huì)失去所有動(dòng)力，容易墜毀。兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并不能增加飛機(jī)的航時(shí)，只是能提供更大的推力。并且多出的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)增加無(wú)人機(jī)的重量，相應(yīng)的控制系統(tǒng)和油路也會(huì)更加復(fù)雜，影響無(wú)人機(jī)的飛行時(shí)間和載重量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，采用大展弦比上單翼、雙尾撐布局以及前置電機(jī)后置甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力配置，油電混合動(dòng)力兼具油動(dòng)飛機(jī)長(zhǎng)航時(shí)特點(diǎn)和電動(dòng)飛機(jī)可靠性。電機(jī)可以確保油機(jī)出現(xiàn)熄火故障時(shí)仍有能力返航，保證飛機(jī)和周圍建筑與人員的安全，提高飛機(jī)的生存率。
[0007]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本實(shí)用新型包括:分別相對(duì)設(shè)置于機(jī)身前后的兩個(gè)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、設(shè)置于機(jī)身后部的雙尾撐以及一對(duì)設(shè)置于機(jī)身上的機(jī)翼。
[0009]所述的螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)為甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，前拉式電機(jī)與后推式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的推力線均與機(jī)身軸線重合。
[0010]所述的機(jī)翼為三段式，具體包括:位于機(jī)身正上方的中翼和分置兩側(cè)的右翼和左翼，該機(jī)翼由作為梁的碳管、作為肋板的桐木和作為蒙皮的熱縮膜組成。
[0011]所述的機(jī)身由木質(zhì)隔框、木質(zhì)梁、木質(zhì)蒙板和作為蒙皮的熱縮膜組成，其中:梁分別與每個(gè)隔框的左右兩側(cè)固定，每個(gè)側(cè)面上下各有一根梁，該機(jī)身底部設(shè)有前三點(diǎn)式起落架。
[0012]所述的雙尾撐中的水平尾翼和垂直尾翼均由作為框架的桐木條和作為蒙皮的熱縮膜組成；水平尾翼和垂直尾翼間通過(guò)尾翼連接片膠接。
[0013]技術(shù)效果
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供更長(zhǎng)的航時(shí)，電機(jī)能保證飛機(jī)更加安全，兩個(gè)布置在機(jī)身前后的螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)中的任一一個(gè)獨(dú)立工作均能保證飛機(jī)正常飛行。雙發(fā)動(dòng)機(jī)還可以提供更強(qiáng)的動(dòng)力，大大提高飛機(jī)的最大載荷，縮短起飛距離，降低飛機(jī)對(duì)起飛場(chǎng)地的要求，有利于飛機(jī)攜帶多種任務(wù)設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型側(cè)視圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型主視圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型俯視圖；
[0018]圖中:1電機(jī)、2機(jī)身、3機(jī)翼中段、4碳桿、5垂直尾翼、6方向舵、7水平尾翼、8甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)、9后起落架、10油箱、11鋰電池、12前起落架、13副翼、14升降舵、15機(jī)翼右段、16機(jī)翼左段、17碳桿、18尾翼連接片、19機(jī)翼固定桿。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0020]實(shí)施例1
[0021]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括:分別相對(duì)設(shè)置于機(jī)身2前后的兩個(gè)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)1、8、設(shè)置于機(jī)身2后部的雙尾撐5、7以及一對(duì)設(shè)置于機(jī)身上的機(jī)翼。
[0022]所述的螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)為甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)8和電機(jī)1，該兩個(gè)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)均設(shè)置于機(jī)身軸線上
[0023]所述的機(jī)翼為三段式，具體包括:位于機(jī)身2正上方的中翼3和分置兩側(cè)的右翼15和左翼16，其中:左翼16和右翼15的碳桿通過(guò)插入中翼3的碳桿中進(jìn)行組裝，然后用螺絲固定碳桿防止脫落，機(jī)翼的設(shè)計(jì)便于運(yùn)輸，裝拆方便。
[0024]所述的機(jī)翼通過(guò)橡筋與機(jī)身固定，具體方式為用橡筋勒緊位于機(jī)身的機(jī)翼固定桿19和中翼3，簡(jiǎn)單可靠，便于拆卸。
[0025]所述的右翼15和左翼16上均鉸接有副翼13，該副翼13通過(guò)左翼16和右翼15上的舵機(jī)與搖桿控制副翼。
[0026]所述的起落架為前三點(diǎn)式起落架，包括:前起落架12和后起落架9。
[0027]所述的機(jī)身2內(nèi)設(shè)有鋰電池11、油箱10和無(wú)線控制機(jī)構(gòu)。
[0028]所述的機(jī)身2下部設(shè)有用于安裝簡(jiǎn)易云臺(tái)的螺絲孔，便于執(zhí)行航拍任務(wù)。
[0029]所述的機(jī)身2由隔框、梁、蒙板、蒙皮組成。梁分別與每個(gè)隔框的左右兩側(cè)固定，每個(gè)側(cè)面上下各有一根梁，主要用來(lái)承受機(jī)身前后方面的力。由梁與隔框組成機(jī)身的受力框架，木質(zhì)框架結(jié)構(gòu)減輕機(jī)身重量的同時(shí)保證了機(jī)身的強(qiáng)度。機(jī)身外側(cè)用薄木板做蒙板，外表用蒙皮包裹，使外表光滑，減少空氣阻力。其中框架和梁由層板構(gòu)成，桐木板做蒙板，熱縮膜作為蒙皮。
[0030]所述的機(jī)翼由碳管作梁，桐木制作肋板，最外表蒙熱縮膜。
[0031]所述的水平尾翼7和垂直尾翼5用桐木條作框架，外表蒙熱縮膜。水平尾翼7和垂直尾翼5間通過(guò)尾翼連接片18連接，通過(guò)膠水固定在碳管上，碳管接在機(jī)翼中翼3下部。
[0032]所述的尾翼連接片18為層板。前起落架12為不銹鋼桿與輪胎構(gòu)成，后起落架9為鋁條與輪胎。
[0033]本實(shí)施例中的長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)采用滑跑起飛和降落:通過(guò)遙控器控制副翼，可以使飛機(jī)橫滾機(jī)動(dòng)，進(jìn)而改變飛機(jī)飛行方向；控制升降舵，可以改變飛機(jī)俯仰角度，控制飛機(jī)上升或下降；控制方向舵，可以改變飛機(jī)方向。飛機(jī)分為單人控制和雙人控制，單人控制時(shí)遙控器一個(gè)油門通道同時(shí)控制電機(jī)和甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的油門大??；雙人控制用于航拍，主操控手控制電機(jī)油門和副翼、方向舵、升降舵，副操控手控制飛機(jī)的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)油門和云臺(tái)。
[0034]如圖3所示，本實(shí)施例機(jī)型為固定翼，起降方式為滑跑起飛降落。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，其特征在于，包括:分別相對(duì)設(shè)置于機(jī)身前后的兩個(gè)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、設(shè)置于機(jī)身后部的雙尾撐以及一對(duì)設(shè)置于機(jī)身上的機(jī)翼； 所述的螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)為甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，前拉式電機(jī)與后推式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的推力線均與機(jī)身軸線重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，其特征是，所述的機(jī)翼為三段式，具體包括:位于機(jī)身正上方的中翼和分置兩側(cè)的右翼和左翼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，其特征是，所述的中翼通過(guò)橡筋和與之相連的機(jī)翼固定桿實(shí)現(xiàn)與機(jī)身的固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，其特征是，所述的機(jī)身底部設(shè)有前三點(diǎn)式起落架。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，其特征是，所述的前三點(diǎn)式起落架中:前起落架為不銹鋼桿與輪胎組成，后起落架為鋁條與輪胎組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，其特征是，所述的機(jī)身由木質(zhì)隔框、木質(zhì)梁、木質(zhì)蒙板和作為蒙皮的熱縮膜組成，其中:梁分別與每個(gè)隔框的左右兩側(cè)固定，每個(gè)側(cè)面上下各有一根梁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，其特征是，所述的機(jī)翼由作為梁的碳管、作為肋板的桐木和作為蒙皮的熱縮膜組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，其特征是，所述的雙尾撐中的水平尾翼和垂直尾翼均由作為框架的桐木條和作為蒙皮的熱縮膜組成；水平尾翼和垂直尾翼間通過(guò)尾翼連接片膠接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，其特征是，所述的尾翼連接片為層板結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】一種長(zhǎng)航時(shí)混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)，包括：分別相對(duì)設(shè)置于機(jī)身前后的兩個(gè)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、設(shè)置于機(jī)身后部的雙尾撐以及一對(duì)設(shè)置于機(jī)身上的機(jī)翼；螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)為甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，該兩個(gè)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)均設(shè)置于機(jī)身軸線上。本實(shí)用新型采用大展弦比上單翼、雙尾撐布局以及前置電機(jī)后置甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力配置，油電混合動(dòng)力兼具油動(dòng)飛機(jī)長(zhǎng)航時(shí)特點(diǎn)和電動(dòng)飛機(jī)可靠性。電機(jī)可以確保油機(jī)出現(xiàn)熄火故障時(shí)仍有能力返航，保證飛機(jī)和周圍建筑與人員的安全，提高飛機(jī)的生存率，電機(jī)和甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作可以提供更強(qiáng)的動(dòng)力，提高飛機(jī)的最大載荷，縮短起飛距離，降低飛機(jī)對(duì)起飛場(chǎng)地的要求，有利于飛機(jī)攜帶多種任務(wù)設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。
【IPC分類】B64C3-00, B64C1-00, B64D27-02
【公開號(hào)】CN204568065
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520071342
【發(fā)明人】吳俊琦, 陳朋, 毛俊雄, 劉澤翔, 張恒, 張文希
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日