一种鸭翼垂直起降无人机的制作方法

1.本实用新型属于无人机技术领域，尤其涉及一种鸭翼垂直起降无人机。


背景技术：

2.固定翼垂直起降无人机融合了旋翼类无人机和传统固定翼无人机的优点。旋翼模式下无需固定的起降场地，对飞行条件要求低，可实现垂直起降、稳定悬停，具有良好的低速飞行能力；固定翼模式下飞行速度快、航程远、飞行包线较旋翼类无人机优势明显。其应用范围广，实用价值高，因此，固定翼垂直起降无人机在工业无人机领域得到了广泛的推崇。
3.现有固定翼垂直起降无人机大体分为三种形式：倾转动力式，尾座式和复合翼式。其中，复合翼垂直起降方案是以固定翼飞行器为基础，增加多轴动力单元。与其它方式相比，复合翼垂直起降方案无需额外机构，结构简单，机体设计无特殊要求；不存在大幅度飞行姿态变化，导航解算容易；四旋翼控制简单，技术成熟，可靠性高；旋翼与固定翼模式转换简单，控制难度低等优点。因此，复合翼垂直起降方案是目前可靠性最高，技术风险最低的长航时垂直起降无人机方案，成为工业无人机研发领域的热点。
4.随着复合翼无人机的快速发展，复合翼无人机所带来的缺点也越来越明显。由于复合翼无人机是在固定翼飞机机体上直接加装四旋翼系统，造成机身废重大，增加飞行中阻力；废重和阻力的增加进而会减少续航时间；加装四旋翼系统后，固定翼飞行阶段会影响无人机的气动性能，造成控制能力下降。如何减少上述复合翼无人机的缺点成为新型垂直起降无人机的关键指标。


技术实现要素：

5.为解决现有技术存在的复合翼无人机升阻比小、飞行阻力高等气动性能差的问题，本实用新型提供一种鸭翼垂直起降无人机。
6.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下，一种鸭翼垂直起降无人机，包括机身、前鸭翼和主机翼，所述前鸭翼包括在机身的前部对称设置的左鸭翼和右鸭翼，所述主机翼包括在机身的后部对称设置的左主翼和右主翼，所述机身的尾部下方设置有v形垂尾，所述机身的尾部设置有平飞动力装置；所述左鸭翼和左主翼之间设置有左垂起机臂，所述右鸭翼和右主翼之间设置有右垂起机臂，所述左垂起机臂和右垂起机臂上均设置有垂起动力装置。
7.作为优选，所述垂起动力装置包括旋翼和垂起电机，所述垂起电机用于驱动旋翼转动，所述左垂起机臂和右垂起机臂上均设置有两个所述旋翼；所述平飞动力装置包括发动机和螺旋桨，所述发动机用于驱动螺旋桨转动，所述机身的尾部设置有发动机舱，所述发动机设置在发动机舱内。采用燃油发动机作为主动力、以垂起电机作为垂起的动力，相对于纯电动无人机续航时间更长、载荷能力更强、抗风能力更强、在恶劣气象条件下飞行能力更强。
8.作为优选，所述机身的前部下方设置有前起落架，所述前起落架与v形垂尾配合用于支撑该无人机。v形垂尾同时具有垂尾和起落架的功能，结构重量分配更合理，从而使该无人机减重。
9.进一步地，所述左鸭翼、右鸭翼、左主翼和右主翼的后侧均设置有副翼。
10.有益效果：
11.1、本实用新型的鸭翼垂直起降无人机，在气动外形上，前鸭翼和主机翼构成高升阻比气动外形，全机升阻比高达20，气动效率更高，飞行阻力更低，减少平飞状态的能源消耗，该无人机留空作业时间更长；舱身体积更大，可装载载荷的尺寸更大；相比同级别的无人机，可以使用更小的发动机和油箱体积达到同样的航时，使该无人机的空重降低，载荷能力提升；
12.2、本实用新型的鸭翼垂直起降无人机，采用燃油发动机作为主动力，以垂起电机作为垂起的动力，相对于纯电动无人机续航时间更长、载荷能力更强、抗风能力更强、在恶劣气象条件下飞行能力更强；该无人机起飞使用电动推进垂直起飞，改平飞后使用燃油发动机驱动该无人机平飞，该无人机能源利用率更高，动力更强劲；
13.3、本实用新型的鸭翼垂直起降无人机，下置v形垂尾可增加垂尾的气动效率，从而减少面积和阻力，同时v形垂尾兼具起落架的功能，结构重量分配更合理，从而使该无人机减重；
14.4、本实用新型的鸭翼垂直起降无人机，将垂直起降与固定翼无人机相结合，使该无人机起飞不受场地约束；
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
16.图1是本实用新型鸭翼垂直起降无人机的立体结构示意图；
17.图2是本实用新型鸭翼垂直起降无人机的另一角度的立体结构示意图；
18.图中：1、机身，21、左鸭翼，22、右鸭翼，31、左主翼，32、右主翼，4、v形垂尾，5、平飞动力装置，51、发动机舱，52、螺旋桨，61、左垂起机臂，62、右垂起机臂，7、垂起动力装置，71、旋翼，72、垂起电机，8、前起落架，9、副翼。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.实施例1
21.如图1和图2所示，一种鸭翼垂直起降无人机，包括机身1、前鸭翼和主机翼，所述前
鸭翼包括在机身1的前部对称设置的左鸭翼21和右鸭翼22，所述主机翼包括在机身1的后部对称设置的左主翼31和右主翼32，所述左鸭翼21、右鸭翼22、左主翼31和右主翼32的后侧均设置有副翼9；所述机身1的尾部下方设置有v形垂尾4，所述机身1的尾部设置有平飞动力装置5；所述左鸭翼21和左主翼31之间设置有左垂起机臂61，所述右鸭翼22和右主翼32之间设置有右垂起机臂62，所述左垂起机臂61和右垂起机臂62上均设置有垂起动力装置7。
22.在本实施例中，所述垂起动力装置7包括旋翼71和垂起电机72，所述垂起电机72用于驱动旋翼71转动，所述左垂起机臂61和右垂起机臂62上均设置有两个所述旋翼71；所述平飞动力装置5包括发动机和螺旋桨52，所述发动机用于驱动螺旋桨52转动，所述机身1的尾部设置有发动机舱51，所述发动机设置在发动机舱51内。本实施例采用燃油发动机作为主动力、以垂起电机72作为垂起的动力，相对于纯电动无人机续航时间更长、载荷能力更强、抗风能力更强、在恶劣气象条件下飞行能力更强。
23.所述机身1的前部下方设置有前起落架8，所述前起落架8与v形垂尾4配合用于支撑该无人机，本实施例的v形垂尾4同时具有垂尾和起落架的功能，结构重量分配更合理，从而使该无人机减重。
24.工作原理如下：
25.该鸭翼垂直起降无人机具有多种飞行状态：垂直起降状态、低速飞行状态和高速飞行状态；
26.垂直起降状态和低速飞行状态下，垂起电机72驱动旋翼71旋转，四个旋翼71提供拉力用于克服该无人机的重力，通过改变四个旋翼71提供所需的滚转控制力矩和俯仰控制力矩；同时，发动机驱动螺旋桨52旋转，螺旋桨52的推力克服气动阻力，前鸭翼和主机翼产生气动升力，克服该无人机的重力，v形垂尾4提供俯仰力矩以及控制航向；
27.高速飞行状态下，垂起动力装置7不工作，发动机驱动螺旋桨52旋转，螺旋桨52的推力克服气动阻力，前鸭翼和主机翼产生气动升力，克服该无人机的重力，v形垂尾4提供俯仰力矩以及控制航向。
28.其中，该鸭翼垂直起降无人机在气动外形上，前鸭翼和主机翼构成高升阻比气动外形，全机升阻比高达20，气动效率更高，飞行阻力更低，该无人机留空作业时间更长，相比同级别的无人机，可以使用更小的发动机和油箱体积达到同样的航时，使飞机的空重降低，载荷能力提升；该鸭翼垂直起降无人机采用燃油发动机作为主动力，以垂起电机72作为垂起的动力，相对于纯电动无人机续航时间更长、载荷能力更强、抗风能力更强、在恶劣气象条件下飞行能力更强。
29.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。