[发明专利]一种复合翼垂直起降太阳能无人机

权利要求书

1.一种复合翼垂直起降太阳能无人机，其特征在于包括：机体结构、能源系统、动力系统和机载航电系统；

机体结构包括：机翼(1)、机身(2)、尾撑杆(3)、平尾(4)、垂尾(5)、起落架(6)、副翼(7)、升降舵(8)和方向舵(9)；机翼(1)为无人机的主升力面；机身(2)吊挂于机翼(1)下方；尾撑杆(3)为方形桁架，位于机翼(1)下方，左右各一个尾撑杆(3)；平尾(4)和垂尾(5)作为无人机的安定面，位于尾撑杆(3)的尾部，两个垂尾(5)对称分布，平尾(4)安装于两个垂尾(5)的顶端；起落架(6)作为无人机的支撑装置，在起飞和着陆阶段支撑无人机并减缓地面冲击；两个副翼(7)设置在机翼(1)后缘，升降舵(8)设置在平尾(4)后缘，方向舵(9)设置在垂尾(5)后缘，副翼(7)、升降舵(8)和方向舵(9)实现对无人机的飞行控制；

能源系统包括：太阳电池(10)、蓄电池(11)、电源控制器(12)和设备配电器(13)；太阳电池(10)为无人机提供能量来源；蓄电池(11)安装于机身(2)内部，为无人机夜间飞行提供能量来源；电源控制器(12)对应于太阳电池(10)的布阵，分布式安装于机翼(1)内部，实现太阳能的控制；设备配电器(13)安装于机身(2)内部，实现机载用电设备的供配电；

动力系统包括：电动机(14)、螺旋桨(15)和旋翼(16)；电动机(14)将机上的电能转换为动能，共五个，其中一个电动机驱动螺旋桨(15)旋转，其余四个电动机驱动各自对应的旋翼(16)旋转；螺旋桨(15)安装于机身(2)最前端，为无人机平飞和爬升阶段提供水平方向的拉力；四个旋翼(16)分别位于左右尾撑杆(3)上，为无人机起降阶段提供垂直方向的拉力；

机载航电系统用于导航、飞行控制、测控和环境控制。

2.根据权利要求1所述的一种复合翼垂直起降太阳能无人机，其特征在于：所述太阳电池(10)采用高光电转换效率的柔性薄膜太阳电池，均匀铺装于机翼(1)和平尾(4)上表面，其光电转换效率不低于20％；太阳电池的铺片面积占机翼(1)和平尾(4)有效面积的90％以上。

3.根据权利要求2所述的一种复合翼垂直起降太阳能无人机，其特征在于：太阳电池(10)将吸收的太阳辐射能量转换为电能，一部分用来维持动力系统和机载航电系统的正常运转，一部分对蓄电池进行充电作为夜间飞行的能量来源。

4.根据权利要求1所述的一种复合翼垂直起降太阳能无人机，其特征在于：蓄电池(11)采用可循环充放电的锂电池。

5.根据权利要求1所述的一种复合翼垂直起降太阳能无人机，其特征在于：机翼(1)的中翼段平面形状为矩形，外翼段平面形状为梯形。

6.根据权利要求1所述的一种复合翼垂直起降太阳能无人机，其特征在于：螺旋桨采用大桨径定距桨，旋翼采用高转速变距桨。

7.根据权利要求1所述的一种复合翼垂直起降太阳能无人机，其特征在于：四套旋翼分别位于左右尾撑杆上，左右尾撑杆用于连接机翼和尾翼，同时也用于安装旋翼，旋翼的弦向安装位置根据全机的重心位置来匹配确定。

8.根据权利要求1所述的一种复合翼垂直起降太阳能无人机，其特征在于：螺旋桨和旋翼均具备位置锁定功能，以防止桨尖触地或产生干扰；螺旋桨在起降阶段桨叶锁定到水平位置，旋翼在平飞和爬升阶段桨叶锁定到和尾撑杆平行位置。

9.根据权利要求1所述的一种复合翼垂直起降太阳能无人机，其特征在于：机载航电系统包括：导航系统(17)、飞控系统(18)、测控系统(19)、环控系统(20)和机载线缆；导航系统(17)、飞控系统(18)、测控系统(19)以及环控系统(20)分布式安装于机身(2)内部、机翼(1)内部或机翼(1)表面。

10.根据权利要求1所述的一种复合翼垂直起降太阳能无人机，其特征在于：起落架(6)为四点支撑，前起位于机翼(1)下方，后起位于垂尾(5)底端。