[发明专利]微型飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及微型飞行器，具体地说，涉及集成有机载电路和器件的 微型飞行器。

背景技术

自从1992年美国提出“微型飞行器”的概念以来，微型飞行器因 为具有特殊用途而备受关注。一些国家投入专项经费，研制翼展1米以 下乃至150毫米以下的飞行器，并取得了相当的成果。微型飞行器执行 的任务主要有：空中侦察、目标指示、通信中继等。飞行器本身的稳定 性及可控性等是其执行各项任务的前提，具有较小的尺寸使得微型飞行 器具有诸如低的悬停速度等优点，但从空气动力学、控制性能、操纵性 能等角度考虑，微型飞行器存在如下一些不利的主要特征：

1.由于尺寸小、飞行速度低，导致飞行雷诺数低；低雷诺数使得机 翼表面出现层流附面层分离、层紊流转变等现象，从而使升阻比减小， 阻力系数增大。

2.由于展弦比较低，诱发较强的翼表涡流，使飞行器受力复杂；低 展弦比本身使飞行器滚转稳定性变差，而翼尖涡流的存在使滚转稳定性 进一步恶化。

3.由于重量小、惯性小、飞行速度低，使飞行器易受扰动，抗风能 力差。

如图1所示，传统飞行器包括机翼11、机身12、垂直安定面(包 括水平尾翼13和垂直尾翼14)，并有升降舵15、方向舵16和副翼17 三组舵面来分别控制飞机的俯仰、偏航和滚转三轴运动。现有的微型飞 行器一般是具有图1所示的结构并按比例缩小形成微型飞行器；其它比 较常见的设计比如中国专利CN2681998Y中是采用翼身融合的升力体结 构，此类方案多采用传统翼形，飞行器本体为刚性。为了从空气动力学、 控制性能、操纵性能等角度来克服微型飞行器存在的上述不利特征，现 有的微型飞行器大多采用独立的、集成有MEMS惯性传感器及其它传感 器的自动驾驶仪进行阻尼增稳、姿态控制、导航控制等。

但是，在实际应用中，现有微型飞行器仍然存在如下一些不足：

1.机身容量小，使飞控系统和任务载荷布置困难，进而影响到系统 性能；

2.机载电路分体设计和布置，不仅占据了有限的机身容量，还使飞 行器有效载荷降低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中微型飞行器机身容量小、有效载荷 低等不足，从而提供一种新的微型飞行器。

为了达到上述目的，本发明提供一种微型飞行器，包括机身和固定 在所述机身上的机翼，机翼包括机翼骨架和粘结在机翼骨架上的蒙皮， 其中，蒙皮的至少一部分为集成有机载电路的挠性电路板。

在上述技术方案中，所述机载电路包括流场传感器阵列、传感器信 号调理电路、处理器、存储器等，所述流场传感器阵列可以由多个微型 流场传感器组成，这样就可以用于测量飞行器翼表流场并通过数据融合 方法获得多个飞行参数，数据融合的方法可以参照申请号为 200610065681.5的中国专利申请。

所述挠性电路板的基材为可挠曲的绝缘薄膜，它由聚酯、聚酰亚胺、 聚乙烯环烷、环氧树脂或者玻璃布结构材料制成。

在上述技术方案中，所述飞行器采用无尾飞翼式气动布局。

在上述技术方案中，所述机翼骨架为弹性骨架，机翼弦向弯曲变形 量一般在平均气动弦长的20％以内。

在上述技术方案中，所述弹性骨架可以主要由弹性复合材料如碳纤 维、金属材料或竹纤维等材料制成。

在上述技术方案中，所述机翼和机身均沿与飞行方向平行的中轴线 对称。

在上述技术方案中，机翼平面形状采用诱导阻力较小的齐默曼形。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的机翼蒙皮集成有机载电路和器件，使机翼同时成为翼表 流场传感器以及其它相关机载电路和器件的载体，减轻了飞行器的重 量，并且为其它任务载荷提供了更多安装空间；

2.本发明的机翼蒙皮集成有机载电路和器件，方便了飞行器各部分 的电气连接，提高了系统可靠性，同时，也方便了飞行器的电气扩展；