[发明专利]一种垂直起降固定翼无人机及起降方法

说明书

本发明公开了一种垂直起降固定翼无人机，包括旋翼、机身、机翼和尾翼；旋翼设在机身的前端；机翼有2个，安装在机身前段的两边；尾翼有3个，采用Y字形三翼面间隔120°布局形式设在机身的尾部；机身包括机身前段和机身后段，机身后段包括三个可分离机身段，三个可分离机身段分别与机身前段轴连，三个可分离机身段各为机身后段的120°部分，由控制系统控制三个可分离机身段张开或收拢，张开后的三个可分离机身段形成三角支架，收拢后的三个可分离机身段形成机身后段。本发明的无人机具有旋翼机的垂直起降不受地形影响的功能，同时具有固定翼无人机长航时、高负载的能力。

技术领域

本发明属于航空飞行器设计技术领域，涉及一种无人机，具体涉及一种垂直起降固定翼无人机。

背景技术

目前的无人机主要分为固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机几种类型。

固定翼无人机具有长航时、低能耗的特点，主要用于长时侦查监视、特殊环境通信中继，民用市场如灾后搜救、影视航拍等；目前的固定翼无人机多采用弹射起飞、滑道起飞等方式，对场地的需求较大，如果采用投射起飞的方式，则要求固定翼无人机的重量较小，将影响固定翼无人机的负载能力。

无人直升机具有较好的负载能力，但是其能耗较大，飞行高度有限，并且缺乏长航时能力。

多旋翼无人机虽然具备小单位随行、快速反应、快速到达能力，但留空能力普遍薄弱，能够坚持1h留空的机型寥寥，并且多旋翼无人机难以具备足够的负载能力。

因此，目前的无人机，缺乏以下对无人机要求中的一条或数条：

1、小单位随行装备、快速反应、快速到达能力；

2、具备长航程长留空能力；

3、多约束复杂场地起降能力；

4、多功能多场景使用能力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种垂直起降固定翼无人机，具有满足上述所有要求的能力。

本发明的技术方案是：一种垂直起降固定翼无人机，包括旋翼、机身、机翼和尾翼；旋翼设在机身的前端；机翼有2个，安装在机身前段的两边；尾翼有3个，采用Y字形三翼面间隔120°布局形式设在机身的尾部；机身包括机身前段和机身后段，机身后段包括三个可分离机身段，三个可分离机身段分别与机身前段轴连，三个可分离机身段各为机身后段的120°部分，由控制系统控制三个可分离机身段张开或收拢，张开后的三个可分离机身段形成三角支架，收拢后的三个可分离机身段形成机身后段。

进一步的，每个可分离机身段的尾部设有一个尾翼。

进一步的，机翼上具有舵面。

进一步的，旋翼是共轴双旋翼，一台活塞发动机设在机身内，为旋翼提供动力。

进一步的，机身前段底部与机身后段连接端中间设有火箭助推器。

进一步的，飞机起飞时，三个可分离机身段处于张开状态，形成三角支架，无人机利用三角支架垂直立于地面，旋翼转动提升拉力，并且火箭助推器点火，在拉力和推力的合力作用下，无人机完成垂直拉起，进入预设定的高度后，火箭助推器点火停止工作，三个可分离机身段合拢形成机身后段，变成三垂尾布局后机身；然后借助旋翼滑流影响，通过舵面偏转，让无人机从垂直飞行姿态转换为平飞姿态；飞机进入平飞状态后，旋翼提供前进拉力，实现巡航飞行。

进一步的，飞机降落时，借助旋翼滑流影响，通过舵面偏转，让无人机从平飞姿态转换为垂直飞行姿态，垂直飞行姿态时旋翼朝上，尾翼朝下，然后旋翼转动提升拉力保证无人机处于安全的降落速度区间内；当无人机降落到预设的高度后，三个可分离机身段张开形成三角支架，待无人机降落至地面后，旋翼停止工作。