[发明专利]一种无动力驱转旋翼的短距起降无人机

说明书

技术领域

本发明涉及一种无动力驱转旋翼的无人机的设计，属于航空飞行器设计领域，特别是有短距离起降要求的无人机设计领域。

背景技术

无人机是一种有动力驱动、机上无人驾驶、可重复或一次使用的航空器。现有无人机技术可分为固定翼无人机和旋翼类无人机。

固定翼无人机一般采用水平滑跑起飞、手掷起飞、弹射起飞等起飞形式，并且通常采用滑跑降落、伞降等降落形式。手掷和弹射起飞受限于人员臂力以及火药、弹簧的推力，限制了其任务载荷的重量以及燃料的重量，航程较小，且不利于任务的充分实现。伞降则不易精确控制降落地点，受风的影响较大，容易造成无人机的损毁，而采用常规滑跑起降，对于跑道要求较高，从而限制了无人机的使用范围。

旋翼类无人机没有起飞场地及跑道要求，能够垂直起降，特别是能自由悬停，机动灵活性好，利于完成各种任务，但是旋翼类无人机结构复杂，使用维护要求高，故障率高，且飞行速度低，航程较短。

因此，需要一种能短距起降、结构简单、速度高、航程较远同时飞行安全性较高的无人机在复杂环境地区执行非载人的飞行任务。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种无动力驱转旋翼的短距起降无人机，实现了无人机无动力驱转短距离起飞并能实现远距离和高安全性航行。

本发明的技术解决方案是：

一种无动力驱转旋翼的短距起降无人机包括垂尾、平尾、旋翼、中间垂尾、桨毂、旋翼支架、机身、机翼、发动机、旋翼预转装置、螺旋桨、前起落架、主起落架、尾撑管和方向舵。

两个垂尾位于平尾两侧并安装于尾撑管上；平尾安装于机身尾部；两个中间垂尾安装于平尾中部；旋翼通过桨毂安装于旋翼支架上，旋翼通过旋翼支架和旋翼预转装置与发动机连接实现旋翼与发动机之间的无传动连接，旋翼预转装置在起飞前预转旋翼；机翼翼尖与尾撑一端连接；旋翼支架安装于机身上；前起落架安装在机身前下部，主起落架安装在机身中下部；发动机安装在机身的中后部，用于提供推力的螺旋桨与发动机相连；方向舵位于垂尾的后缘。

所述垂尾、平尾和中间垂尾为四垂尾布局。

所述旋翼预转装置包括皮带传动轮、传动皮带、万向节传动轴、减速箱、邦迪克斯螺杆、齿盘、皮带传动轴和万向节；传动皮带固定在发动机的皮带传动轮上，并与皮带传动轴的一端相连，皮带传动轴的另一端通过万向节与万向节传动轴的一端相连，万向节传动轴的另一端通过万向节与减速箱的输入轴相连，减速箱的输出轴与齿盘啮合，齿盘安装于旋翼支架上。

所述机身具有流线型的低阻力外形，机身前部有一个大容量的机舱和支撑板架结构；所述机翼平面形状为梯形，其与机身采用融合设计为一体。

所述尾撑采用带锥度的碳纤维复合材料圆管。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

（1）本发明设计的无人机通过旋翼预转装置在起飞前预转旋翼，可以实现短距离起飞甚至定点跳跃起飞，同样降落时依靠旋翼自转可以实现短距甚至定点降落。

（2）本发明采用固定翼和旋翼相结合的布局和设计方式，不仅使无人机可以短距起降，还使得无人机飞行速度更快、航程更远、飞行包线更大、飞行性能更加优良，尤其适合在复杂环境地区执行飞行任务。

（3）本发明采用四垂尾布局增加了横航向稳定性，由于飞行过程中螺旋桨后面形成了加速气流，垂尾处于螺旋桨的滑流里面，可提高垂尾和方向舵的工作效率，增强整机的横航向稳定性；机翼与机身融合设计增加了全机升力，减小了翼身干扰阻力。

（4）本发明旋翼靠飞行时气流从下向上吹动，自由旋转产生升力，旋翼始终处于自转状态，一旦发动机空中停车，该无人机可以直接依靠旋翼自转滑翔着陆，安全性高。

（5）本发明没有自发动机至旋翼的传动装置，也不需要平衡旋翼反扭矩的尾桨，因而其结构大为简化，制造、使用和维护成本更低。

附图说明

图1为本发明整体结构图；

图2为本发明旋翼预转装置示意图；

图3为本发明皮带传动轮示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。