一种一体式无人机平垂尾结构的制作方法

本申请涉及无人机结构，尤其涉及一种一体式无人机平垂尾结构。

背景技术：

1、无人机尾翼通常由水平安定面（平尾）和垂直安定面（垂尾）组成，用于保证飞行姿态稳定和控制方向。随着中型无人机在侦察、物流、巡检等领域的广泛应用，对其气动效率、结构轻量化以及外场维护便捷性提出了更高要求，其中，平尾与垂尾作为无人机尾段的核心气动部件，直接关系到飞行的稳定与控制；在中型无人机中，受限于早期设计理念和制造工艺，平尾和垂尾多采用分体式设计，即分别加工成型后，通过单耳或双耳接头的金属接头与机身连接。该分体结构往往存在以下缺陷：

2、首先，零件数量多，每个尾翼至少需要2～4个接头、数个加强肋以及专用紧固件，整架无人机的尾翼部分动辄数十个零件，管理成本和装配工时显著增加。其次，装配精度要求高，分体安装时需要调整平尾与垂尾的相对角度（如安装角、垂直度），对工人技能要求高，且易因制造误差导致气动不对称。再次，结构重量偏大，接头及其局部加强结构增加了非有效载荷，对于追求长航时的无人机尤为不利。

3、此外，在运输或维修时需分别拆卸平尾和垂尾，重复拆装还易导致螺纹孔滑丝或接头变形。

技术实现思路

1、本发明提供一种一体式无人机平垂尾结构，旨在解决现有分体式平尾、垂尾存在的零件数量多、装配复杂、重量偏大、拆装不便等技术问题中的至少一种。

2、本申请提供一种一体式无人机平垂尾结构，包括：

3、平垂尾壳体，所述平垂尾壳体由碳纤维复合材料一体成型制成，其水平安定面和垂直安定面为一体化结构；

4、内部腹板，设置于所述平垂尾壳体内部，且所述内部腹板至少部分为夹层结构；

5、定位接口，设置于所述平垂尾壳体的前缘或根部，用于与无人机机体的安装台贴合定位；

6、螺栓支撑管，设置有多个，沿垂直于所述定位接口表面的方向埋设于所述平垂尾壳体内，且所述螺栓支撑管的两端齐平或露出于所述平垂尾壳体的外表面，用于供连接螺栓穿过以将整个平垂尾固定至无人机机身；

7、尾翘防护组件，包括尾翘弯管、弯管连接底座和连接片，所述弯管连接底座埋设于所述平垂尾壳体垂危部分的底端，所述连接片与所述尾翘弯管固定连接，且所述连接片通过紧固件与所述弯管连接底座可拆卸连接。

8、优选的，所述内部腹板为梯度变刚度设计，根据其受力情况具体为：

9、所述内部腹板在非主受力区域，其夹层结构的上下表面为碳纤维或玻璃纤维布铺层，中间夹芯层为pmi泡沫；

10、所述内部腹板在主受力区域，所述内部腹板为纯碳纤维层压板实心结构。

11、优选的，所述平垂尾壳体或所述内部腹板中埋设有至少一根光纤光栅传感器，所述传感器的引出线沿壳体内壁延伸至安装接口。

12、优选的，所述定位接口采用v形斜面设计，所述v形斜面的夹角范围为90°～150°，且v形斜面上设有弹性防滑层或定位凹槽。

13、优选的，所述螺栓支撑管为碳纤维管，所述螺栓支撑管的外壁与所述平垂尾壳体的铺层在共固化过程中结合为一体，所述螺栓支撑管的内孔设有金属螺纹衬套。

14、优选的，所述尾翘弯管为具有弯曲弧度的铝合金管或碳纤维缠绕管，其末端向上弯曲延伸，形成超出所述平垂尾壳体最低点的防撞缓冲端。

15、优选的，所述连接片与所述弯管连接底座的贴合面之间还设有弹性阻尼垫层。

16、优选的，所述尾翘弯管与所述连接片之间焊接连接。

17、优选的，所述平垂尾壳体的水平安定面和垂直安定面的前缘内还分别埋设有金属或复合材料的前缘加强肋，以抵抗鸟撞或地面磕碰。

18、优选的，所述平垂尾壳体内部还设有至少一根沿展向布置的辅助支撑管，所述辅助支撑管为铝合金或碳纤维材质，与所述螺栓支撑管交错连接形成内部桁架。

19、本申请的有益效果如下：

20、本申请的一体式无人机平垂尾结构，通过平垂尾一体化设计与碳纤维复合材料整体成型，对比传统拼接接头方式，大幅减轻了其整体自重，且一体化成型的结构保证了表面过渡的圆滑无阶差，能有效降低其气动阻力。

21、进一步地，通过定位接口结合垂直预埋的螺栓支撑管，有利于提高装配定位精度并简化拆装过程，提升了外场维护效率；此外，还通过在尾部集成的防撞弯管配合阻尼垫层为其形成了一道物理防线，能有效耗散地面冲击能量，减少载荷直接撕裂复合材料壳体的可能，以保护平垂尾结构。

1.一种一体式无人机平垂尾结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一体式无人机平垂尾结构，其特征在于，所述内部腹板为梯度变刚度设计，根据其受力情况具体为：

3.根据权利要求2所述的一体式无人机平垂尾结构，其特征在于，所述平垂尾壳体或所述内部腹板中埋设有至少一根光纤光栅传感器，所述传感器的引出线沿壳体内壁延伸至安装接口。

4.根据权利要求1所述的一体式无人机平垂尾结构，其特征在于，所述定位接口采用v形斜面设计，所述v形斜面的夹角范围为90°～150°，且v形斜面上设有弹性防滑层或定位凹槽。

5.根据权利要求1所述的一体式无人机平垂尾结构，其特征在于，所述螺栓支撑管为碳纤维管，所述螺栓支撑管的外壁与所述平垂尾壳体的铺层在共固化过程中结合为一体，所述螺栓支撑管的内孔设有金属螺纹衬套。

6.根据权利要求1所述的一体式无人机平垂尾结构，其特征在于，所述尾翘弯管为具有弯曲弧度的铝合金管或碳纤维缠绕管，其末端向上弯曲延伸，形成超出所述平垂尾壳体最低点的防撞缓冲端。

7.根据权利要求6所述的一体式无人机平垂尾结构，其特征在于，所述连接片与所述弯管连接底座的贴合面之间还设有弹性阻尼垫层。

8.根据权利要求7所述的一体式无人机平垂尾结构，其特征在于，所述尾翘弯管与所述连接片之间焊接连接。

9.根据权利要求1所述的一体式无人机平垂尾结构，其特征在于，所述平垂尾壳体的水平安定面和垂直安定面的前缘内还分别埋设有金属或复合材料的前缘加强肋。

10.根据权利要求1所述的一体式无人机平垂尾结构，其特征在于，所述平垂尾壳体内部还设有至少一根沿展向布置的辅助支撑管，所述辅助支撑管为铝合金或碳纤维材质，与所述螺栓支撑管交错连接形成内部桁架。