[发明专利]无人驾驶飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及无人机和无线电/远程遥控飞行器领域。

背景技术

无人机有许多私人和商业应用作为空中传感器平台（即，视频采集）、递送系统、环境感测和通信中继。它们也可以用于与国防相关的各种用途，譬如ISR（情报监控侦察）、作为武器平台、和作为电子战平台。它们按尺寸可以分为微型、小型、战术（中）、或战略（大），并且基于其气动升力产生的方法可以被进一步分类为：固定翼、旋转翼、混合翼、或扑翼。根据美国-中国经济安全与审查委员会的报告，现有的中国无人机缺乏微、小、混合能力、扑翼类，更缺乏各种非常需要的私人和商业应用机型和政府职能部门应用机型如：搜索和救援、边境安全、执法与环境监测。

混合型无人机结合固定翼和旋转翼无人机的优势，使他们能够成功地执行固定翼和旋转翼单独都不能完成的任务。最有前途的混合型无人机是垂直起飞和着陆（VTOL）固定翼无人机。这种无人机能够像一个传统的固定翼飞机一样快速、高效地飞向遥远的位置，然后过渡到低空慢飞、悬停等，目的达到后无人机能够再次快速、高效地飞回使用者。本质上，该无人机执行任务时象一个旋转翼机型，但从起始位置到达目的地则象一个固定翼机型，大大改善了飞行范围、耐力、和最高速度。本发明混合翼无人机的小型/微型版本可以放入背包，携带传感器穿过街道钻进楼房并返回，或沿小路穿过几公里以外嶙峋的山地环境。

现有混合无人机使用许多不同的设计和配置。本配置是一个尾坐式垂直起落飞机，是罕见的机型。这是国内市场的不幸，因为这种机型在许多许多方面优于其它机型。本设计的机型，与中国的VD-200有重要的本质不同。首先，VD-200的两个反向旋转螺旋桨和马达均远离飞机的中心线，增加了不必要的复杂性。如果一台马达出现故障，飞机就会崩溃。不过，两个远距分离的马达和螺旋桨有助于提高滚惯性滚动稳定性。其组件按传统的方式位于中央机身状的隔室之内，是一种混合翼身设计。本发明使用位于飞机中心线的两个同轴螺旋桨，允许当一个螺旋桨失效后飞机仍能够安全飞行。本设计的另一个优点是能抵消螺旋桨产生的滑流，避免了因滑流撞击垂直稳定器而产生的偏航，从而避免了偏转方向舵补偿而带来的额外空气阻力。本发明的其他各组成部分以远离车辆中心线分布，以实现恰如其分的滚动惯性和稳定性。其他使本发明独特的重要点和新颖之处在于：在VD-200具有两个分开的滑流和两组垂直稳定的偏航稳定性（而不是一个），它可以使用差分推进力控制偏航，而本发明设计采用了偏航控制单舵。另外，VD-200具有分别控制俯仰和滚转的副翼和升降翼。本发明则以升降副翼取代了传统分离的副翼和升降翼，从而能同时控制侧倾和俯仰。设计上VD-200体积大，造价昂贵，只能在军事领域应用。本发明的设计可以由个人使用（即探险家，爱好者，背包客/开拓者），商业利益（拍摄，摄影等），以及较小的公共部门实体（即地方执法，边境安全，环境监测等 ），用途灵活广泛。它是各种不同的用户能负担得起的，并且能做得足够小，能在体积较大的混合动力飞机不能安全飞行的嶙峋山区、市区和室内环境中使用。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一个相对简单、经济、实用、多功能、以及普及于不同客户和市场的无人驾驶飞机。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种无人驾驶飞行器，其特征在于，由翘后缘翼型组成的低展弦比的固定式机翼，位于机翼后缘内侧附近的一个升降舵或两个升降副翼，一个或多个位于飞机对称面上并向机翼上下两侧延伸的垂直稳定器，一个或多个附加于垂直稳定器后面的方向舵，一对位于飞机对称面上并在机翼上游的由马达驱动的同轴反转螺旋桨，翼根截面弦线的中点在翼尖截面弦线的中点上游或平齐，带有接收器以及电池。

所述的展弦比为1-3.5。

所述的马达采用带有速度控制器的电动马达。

所述的马达也可采用内燃机，并配备有燃料箱和点火装置。

配备有发射机，用于给用户发送信息。

配备有陀螺仪和/或加速度计。

装载有基于卫星的跟踪系统，包括但不限于GPS。

装载有自动驾驶系统。

包括一个或多个接收器和电池的附件位于机翼内部，而不是都装在中央机舱室里。

机翼的结构设计是利用有承载能力的薄型表皮，材质包括复合材料，并带有或不带有内部受力结构或软核，软核的材质包括泡沫。

机翼带有二面角或反角（dihedral）。

机翼从翼根到翼尖逐渐变窄的变化形式不仅包括线性变化，而且包括其他任何形式。

带有拍照和/或摄影设备。

带有为安装摄影摄像设备的转向节。