[发明专利]多模多基有尾飞翼布局无人飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，属于航空飞行器中的固定翼飞机设计技术领域，具体涉及一种具有垂直起降/短距起降/常规起降/低速前飞/高速前飞等多种工作模态的，可实现岸基/舰基多基部署，集成有联接翼气动布局形式的飞翼式无人飞行器。

背景技术

目前，具备垂直起降/短距起降功能、能够实现岸基/舰基多基部署的飞行器主要可分为直升机、利用喷气发动机推力转向的垂直起降飞行器、倾转旋翼/螺旋桨动力垂直起降飞行器等几种类型。

其中，直升机由于具有不需要地面跑道而能垂直起降、悬停、前后侧飞等优良的飞行品质，在军事和民用领域获得广泛应用。但直升机在高速前飞时存在前行桨叶激波损失和后行桨叶失速等问题，飞行速度难以提高。此外，直升机的旋翼升力在飞行过程中需要平衡重力，这也使得直升机在整个飞行过程中始终处于大功率工作状态，造成直升机航程有限、续航时间短的缺陷。

利用喷气发动机推力转向实现垂直起降的飞行器涉及到推力矢量技术这一关键技术，该类推力矢量技术要求发动机排气喷管相对于常规矢量喷管具有更大的矢量偏转角，且喷管偏转角度能够连续可调并同时满足飞机短距起降、垂直起降、巡航过程中俯仰和偏航控制以及优越的巡航性能等多方面战技指标，其研发难度较大且造价高昂。

倾转旋翼/螺旋桨动力垂直起降飞行器通过旋翼/螺旋桨等推进器的倾转实现针对飞行状态的调节。该类飞行器不仅具有固定翼飞机和直升机的各种技术难点，同时还具有倾转旋翼机独有的技术问题，其结构、气动力和操纵技术比一般固定翼飞机或直升机复杂得多。其研发涉及多项关键技术的攻关，研发难度大、研制风险高。

如上所述，目前已投入实际使用的，兼具垂直起降功能和高速巡航能力的飞行器仅有利用喷气发动机推力转向的垂直起降飞行器和倾转旋翼/螺旋桨动力垂直起降飞行器两类，但其研发成本较高、研发难度极大。

发明内容

本发明的目的是提供一种既具有类似于直升机的垂直起降能力，又具有固定翼飞机高速巡航能力的无人飞行器，在具有良好巡航特性的同时，又能有效解决常规飞翼布局飞机横航向不稳定且难以操纵的难题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种多模多基有尾飞翼布局无人飞行器，包括：

纵剖面呈翼型(所述翼型是指经典固定翼飞机机翼的纵向截面形状)的升力体式机身，设置在机身两侧的与机身平滑融合式主机翼、上翼、端翼，设置在机身尾部的涵道螺旋桨推进装置、垂尾。所述设置在机身两侧的主翼在翼稍处设置端翼，所述两个端翼的上端分别通过设置在机身上方的上翼与设置在机身尾部的垂尾连接，所述垂尾的下端与设置于机身尾部的涵道螺旋桨推进装置的涵道结构相固连。

进一步的，所述两个上翼的后端均设置有升降舵，用于平飞时的俯仰控制；

进一步的，所述垂尾后端设置有方向舵，用于平飞时的航向控制。

进一步的，所述机身的两侧、重心之前均设置有涵道风扇，两侧涵道风扇旋转方向相反；两涵道风扇沿一横向轴线(是指与机身前后方向垂直的水平轴线)摆动设置。

进一步的，两涵道风扇分别固连于内置于机身安装的横轴两端；内置于机身安装的伺服电机驱动蜗杆装置，蜗杆装置与横轴上的蜗轮装置相啮合，通过伺服电机的作动和蜗轮蜗杆装置的传动，实现涵道风扇系统在横轴平面内的360°全向旋转。

进一步的，机身两侧的涵道风扇通过转向相反的两台直流电机分别加以驱动，通过电调控制加于直流电机母线之上的电压实现针对风扇转速和拉力的调节；伺服电机和直流电机均由机载储能装置供给电能。

进一步的，机身尾部设置有沿竖直方向安装的小型涡轮喷气发动机。

进一步的，涡轮喷气发动机主轴通过离合器、主动伞齿轮和从动伞齿轮的传动，驱动高速永磁发电机的转子输入轴，所产生的高频交流电通过电能变换装置变换为相应体制的直流电，向机载储能装置充电。

进一步的，水平安装于机身内部的重油活塞式动力装置，用于驱动机身尾部的涵道螺旋桨装置；小型涡轮喷气发动机与重油活塞式动力装置采用同种燃料。

本发明的技术效果在于：

a.采用了集成有联接翼的有尾飞翼式气动布局，无人飞行器在兼具常规飞翼布局气动特性优异、有效装载系数高等诸多优点的同时，有效克服了常规飞翼布局在稳定性和操纵性上所存在的固有缺陷。