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后掠后驱多旋翼飞行器

文献发布时间:2024-04-18 20:01:55


后掠后驱多旋翼飞行器

技术领域

本发明涉及一种多旋翼飞行器,尤其是能消除螺旋桨尾流相互干扰的后掠后驱多旋翼飞行器。

背景技术

目前公知的多旋翼飞行器有常规X型四旋翼飞行器和常规六旋翼飞行器等,无论采用常规X型四旋翼或常规六旋翼的架构,在水平前飞时,总有两个螺旋桨的尾流后面轴线上各有一个螺旋桨,前面的螺旋桨的尾流流过后面的螺旋桨,增加了飞行阻力,前面的螺旋桨的尾流干扰后面的螺旋桨的飞行,降低后面螺旋桨的飞行效率;常规X型四旋翼飞行器或常规六旋翼飞行器有四个或六个机臂,机臂阻力较大;常规X型四旋翼或常规六旋翼在水平前飞时,需要旋翼的旋转面向前倾斜,获得水平方向的分力驱动前飞,前飞速度越快,需要倾斜的角度越大,带动机身向前倾斜,增加了机身阻力。

发明内容

为了消除螺旋桨尾流相互干扰,前飞无需旋翼向前倾斜,减少机臂数量,减少飞行阻力,提高飞行效率,本发明提供后掠后驱多旋翼飞行器,实现这一目标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:机身头部右边后掠地连接右机臂,在靠近机身的右机臂上连接右前电机安装总成,在右前电机安装总成上连接右前电机,在右前电机上连接右前螺旋桨,右前螺旋桨的旋转面水平,产生的升力向上,在右前电机安装总成的右边的右机臂上连接右中电机安装总成,在右中电机安装总成上向后连接右中电机,在右中电机上连接右中螺旋桨,右中螺旋桨的旋转面垂直,产生的升力向前,在右机臂的后端连接右后电机安装总成,在右后电机安装总成上连接右后电机,在右后电机上连接右后螺旋桨,右后螺旋桨的旋转面水平,产生的升力向上。

机身头部左边后掠地连接左机臂,在靠近机身的左机臂上连接左前电机安装总成,在左前电机安装总成上连接左前电机,在左前电机上连接左前螺旋桨,左前螺旋桨的旋转面水平,产生的升力向上,在左前电机安装总成的左边的左机臂上连接左中电机安装总成,在左中电机安装总成上向后连接左中电机,在左中电机上连接左中螺旋桨,左中螺旋桨的旋转面垂直,产生的升力向前,在左机臂的后端连接左后电机安装总成,在左后电机安装总成上连接左后电机,在左后电机上连接左后螺旋桨,左后螺旋桨的旋转面水平,产生的升力向上。

采用四点式起落架或三点式起落架。

右前螺旋桨、左前螺旋桨的尺寸相同,相应的驱动电机的参数相同。

右中螺旋桨、左中螺旋桨的尺寸相同,相应的驱动电机的参数相同。

右后螺旋桨、左后螺旋桨的尺寸相同,相应的驱动电机的参数相同。

设置六个电调分别连接六个电机,飞行控制器连接各个电调,飞行控制器控制电调的电压变化使电机的转速变化,带动相应的螺旋桨的转速变化,产生相应的升力变化。

这就构成了后掠后驱多旋翼飞行器。

后掠后驱多旋翼飞行器的后掠右机臂上的螺旋桨和后掠左机臂上的螺旋桨对称于机身纵轴。

右前螺旋桨、左前螺旋桨的旋转中心到过后掠后驱多旋翼飞行器重心的横轴的距离相等。

右后螺旋桨、左后螺旋桨的旋转中心到过后掠后驱多旋翼飞行器重心的横轴的距离相等。

右前螺旋桨的旋转中心与右中螺旋桨的旋转中心在过后掠后驱多旋翼飞行器重心的横轴的投影的距离大于螺旋桨的直径。

右中螺旋桨的旋转中心与右后螺旋桨的旋转中心在过后掠后驱多旋翼飞行器重心的横轴的投影的距离大于螺旋桨的直径。

即,右边机臂上相邻两个螺旋桨的横向距离大于螺旋桨的直径,因此水平前飞时前面螺旋桨的尾流轴线后面没有螺旋桨,右边各个螺旋桨的尾流相互没有影响。

左前螺旋桨的旋转中心与左中螺旋桨的旋转中心在过后掠后驱多旋翼飞行器重心的横轴的投影的距离大于螺旋桨的直径。

左中螺旋桨的旋转中心与左后螺旋桨的旋转中心在过后掠后驱多旋翼飞行器重心的横轴的投影的距离大于螺旋桨的直径。

即,左边机臂上相邻两个螺旋桨的横向距离大于螺旋桨的直径,因此水平前飞时前面螺旋桨的尾流轴线后面没有螺旋桨,左边各个螺旋桨的尾流相互没有影响。

六个螺旋桨的尾流没有相互干扰,减少飞行阻力,提高了飞行效率。

设置右前螺旋桨的旋转方向和左后螺旋桨的旋转方向相同,左前螺旋桨的旋转方向和右后螺旋桨的旋转方向相同;右前螺旋桨的旋转方向和左前螺旋桨的旋转方向相反,右后螺旋桨的旋转方向和左后螺旋桨的旋转方向相反。

设置右中螺旋桨的旋转方向和左中螺旋桨的旋转方向相反。

右前螺旋桨、左前螺旋桨和右后螺旋桨、左后螺旋桨的升力差动操纵后掠后驱多旋翼飞行器俯仰,右前螺旋桨、右后螺旋桨和左前螺旋桨、左后螺旋桨的升力差动操纵后掠后驱多旋翼飞行器横滚;右中螺旋桨和左中螺旋桨的升力差动操纵后掠后驱多旋翼飞行器的航向。

右中螺旋桨和左中螺旋桨的升力联动驱动操纵后掠后驱多旋翼飞行器向前飞行,无需螺旋桨旋转面向前倾斜,减少了机身的倾斜,减少了飞行阻力。

后掠后驱多旋翼飞行器只有左右两个机臂,减少了机臂数量,减少了机臂阻力。

后掠后驱多旋翼飞行器适用于运输、救援、森林防火、农业作业、测绘等领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的后掠后驱多旋翼飞行器的结构示意图和飞行原理图。

图2是本发明的后掠后驱多旋翼飞行器的普通框结构示意图。

图3是本发明的后掠后驱多旋翼飞行器的加强框结构示意图。

图4是本发明的后掠后驱多旋翼飞行器的中央横梁总成连接机臂示意图。

图5是本发明的后掠后驱多旋翼飞行器的机身和机臂的连接示意图。

图6是本发明的后掠后驱多旋翼飞行器的右后螺旋桨连接示意图。

图7是本发明的后掠后驱多旋翼飞行器的右前螺旋桨、右起落架脚连接示意图。

图8是本发明的后掠后驱多旋翼飞行器的右中螺旋桨连接示意图。

图9是本发明的后掠后驱多旋翼飞行器的中央横梁总成连接折叠机臂示意图。

图中1.右前螺旋桨,2. 左后螺旋桨,3. 左前螺旋桨 ,4. 右后螺旋桨, 5.右中螺旋桨,6. 左中螺旋桨,7. 机身 ,8-1. 四点式起落架前脚, 8-2. 四点式起落架右脚,8-3.四点式起落架后脚,8-4. 四点式起落架左脚,9. 右机臂,10. 左机臂,21.右前电机,22.左后电机,23. 左前电机 ,24. 右后电机, 25.右中电机,26. 左中电机,31.右前电机安装总成,32. 左后电机安装总成,33. 左前电机安装总成 ,34. 右后电机安装总成, 35.右中电机安装总成,36. 左中电机安装总成, 41. 角铝,42. 普通碳钎维框,43. 铆钉,44. 安装孔,45. 普通框总成,46. 加强碳钎维框,47. 加强框总成,48. 中央横梁上板, 48-1.中央横梁下板,49. 管夹,51. 长螺丝,52. 螺母,53. 中央横梁总成,53-1. 带折叠组件的中央横梁总成,54. 长角铝, 55. 机头整流罩,56. 机尾整流罩,57. 螺丝, 59. 电机连接板,60. 电机轴避空孔,61. 电机安装加强板,62. 减重孔,63. 起落架脚连接板,64. 起落架脚连接座, 65. 后驱电机连接上横板,65-1. 后驱电机连接下横板,66. 后驱电机连接竖板,67. 折叠组件,67-1. 折叠组件的安装座部件,67-2. 折叠组件的管夹部件,67-3.折叠组件搭扣部件, F1.右前螺旋桨的升力,F2. 左后螺旋桨的升力,F3. 左前螺旋桨的升力 ,F4. 右后螺旋桨的升力, F5.右中螺旋桨的升力,F6. 左中螺旋桨的升力,X. 过后掠后驱多旋翼飞行器的重心的横轴,Y. 后掠后驱多旋翼飞行器的机身纵轴,X1.右前螺旋桨的旋转中心到机身纵轴的距离,X2. 左后螺旋桨的旋转中心到机身纵轴的距离,X3. 左前螺旋桨的旋转中心到机身纵轴的距离 ,X4. 右后螺旋桨的旋转中心到机身纵轴的距离,X5.右中螺旋桨的旋转中心到机身纵轴的距离,X6. 左中螺旋桨的旋转中心到机身纵轴的距离, Y1.右前螺旋桨的旋转中心到过后掠后驱多旋翼飞行器的重心的横轴的距离,Y2.左后螺旋桨的旋转中心到过后掠后驱多旋翼飞行器的重心的横轴的距离,Y3. 左前螺旋桨的旋转中心到过后掠后驱多旋翼飞行器的重心的横轴的距离 ,Y4. 右后螺旋桨的旋转中心到过后掠后驱多旋翼飞行器的重心的横轴的距离, M15. 右前螺旋桨的桨尖圆的平行于机身纵轴的右边切线与右中螺旋桨的桨尖圆的平行于机身纵轴的左边切线距离,M54. 右中螺旋桨的桨尖圆的平行于机身纵轴的右边切线与右后螺旋桨的桨尖圆的平行于机身纵轴的左边切线距离,M36. 左前螺旋桨的桨尖圆的平行于机身纵轴的左边切线与左中螺旋桨的桨尖圆的平行于机身纵轴的右边切线距离,M62. 左中螺旋桨的桨尖圆的平行于机身纵轴的左边切线与左后螺旋桨的桨尖圆的平行于机身纵轴的右边切线距离,P. 后掠后驱多旋翼飞行器的重心, S. 螺旋桨顺时针转,N. 螺旋桨逆时针转,小圆圈内一个小圆点代表升力向上,带箭头的圆代表螺旋桨的旋转方向和桨尖旋转想象圆。

实施方式

图1由上图和下图组成,在图1的上图中,后掠后驱多旋翼飞行器的机身7头部右边后掠地连接右机臂9,在靠近机身7的右机臂9上连接右前电机安装总成31,在右前电机安装总成31上连接右前电机21,在右前电机21上连接右前螺旋桨1,右前螺旋桨1的旋转面水平,产生的升力F1向上(参见图1的下图,小圆圈内一个小圆点代表升力向上),在右前电机安装总成31的右边的右机臂9上连接右中电机安装总成35,在右中电机安装总成35上向后连接右中电机25,在右中电机25上连接右中螺旋桨5,右中螺旋桨5的旋转面垂直,产生的升力F5向前(参见图1的下图),在右机臂9的后端连接右后电机安装总成34,在右后电机安装总成34上连接右后电机24,在右后电机24上连接右后螺旋桨4,

右后螺旋桨4的旋转面水平,产生的升力F4向上(参见图1的下图,小圆圈内一个小圆点代表升力向上)。

机身7头部左边后掠地连接左机臂10,在靠近机身7的左机臂10上连接左前电机安装总成33,在左前电机安装总成33上连接左前电机23,在左前电机23上连接左前螺旋桨3,左前螺旋桨3的旋转面水平,产生的升力F3向上(参见图1的下图,小圆圈内一个小圆点代表升力向上),在左前电机安装总成33的左边的左机臂10上连接左中电机安装总成36,在左中电机安装总成36上向后连接左中电机26,在左中电机26上连接左中螺旋桨6,左中螺旋桨6的旋转面垂直,产生的升力F6向前(参见图1的下图),在左机臂10的后端连接左后电机安装总成32,在左后电机安装总成32上连接左后电机22,在左后电机22上连接左后螺旋桨2,左后螺旋桨2的旋转面水平,产生的升力F2向上(参见图1的下图,小圆圈内一个小圆点代表升力向上)。

采用四点式起落架,参见图5、图7, 四点式起落架前脚8-1连接在机身7的头部下面,四点式起落架右脚8-2连接在右机臂9的右前电机安装总成31下面,四点式起落架后脚8-3连接在机身7的尾部下面,四点式起落架左脚8-4连接在左右机臂10的左前电机安装总成33下面。

在另一实施例,当采用三点式起落架时,将四点式起落架的起落架前脚8-1去掉,保留其它三个脚组成三点式起落架。

右前螺旋桨1、左前螺旋桨3的尺寸相同,相应的驱动电机的参数相同。

右中螺旋桨5、左中螺旋桨6的尺寸相同,相应的驱动电机的参数相同。

右后螺旋桨4、左后螺旋桨2的尺寸相同,相应的驱动电机的参数相同。

设置六个电调分别连接六个电机,飞行控制器连接各个电调,飞行控制器控制电调的电压变化使电机的转速变化,带动相应的螺旋桨的转速变化,产生相应的升力变化。

这就构成了后掠后驱多旋翼飞行器。

后掠后驱多旋翼飞行器只有右机臂9和左机臂10,减少了机臂数量,减少了机臂阻力。

图1的下图中,P是后掠后驱多旋翼飞行器的重心,右边后掠的长粗线代表右机臂9,左边后掠的长粗线代表左机臂10,过重心P的横虚粗线代表过重心P的横轴X,纵向的长粗线代表机身纵轴Y,带箭头的圆代表螺旋桨桨尖旋转想象圆和旋转方向。

图1的下图中,后掠后驱多旋翼飞行器的后掠右机臂9上的螺旋桨和后掠左机臂10上的螺旋桨对称于机身纵轴Y。

右前螺旋桨1的旋转中心到后掠后驱多旋翼飞行器的纵轴Y的距离X1与左前螺旋桨3的旋转中心到后掠后驱多旋翼飞行器的纵轴Y的距离X3相等,X1=X3。

右中螺旋桨5的旋转中心到后掠后驱多旋翼飞行器的纵轴Y的距离X5与左中螺旋桨6的旋转中心到后掠后驱多旋翼飞行器的纵轴Y的距离X6相等,X5=X6。

右后螺旋桨4的旋转中心到后掠后驱多旋翼飞行器的纵轴Y的距离X4与左后螺旋桨2的旋转中心到后掠后驱多旋翼飞行器的纵轴Y的距离X2相等,X4=X2。

右前螺旋桨1的旋转中心到过后掠后驱多旋翼飞行器重心的横轴X的距离Y1与左前螺旋桨3的旋转中心到过后掠后驱多旋翼飞行器重心的横轴X的距离Y3相等,Y1 = Y3。

右后螺旋桨4的旋转中心到过后掠后驱多旋翼飞行器重心的横轴X的距离Y4与左后螺旋桨2的旋转中心到过后掠后驱多旋翼飞行器重心的横轴X的距离Y2相等,Y2 = Y4。

右前螺旋桨1的桨尖圆的平行于机身纵轴Y的右边切线与右中螺旋桨5的桨尖圆的平行于机身纵轴Y的左边切线距离M15与左前螺旋桨3的桨尖圆的平行于机身纵轴Y的左边切线与左中螺旋桨6的桨尖圆的平行于机身纵轴Y的右边切线距离M36相等, M15= M36。

当M15>0,在水平前飞时,右前螺旋桨1尾流和右中螺旋桨5的尾流相互没有影响;左前螺旋桨3尾流和左中螺旋桨6的尾流相互没有影响。

右中螺旋桨5的桨尖圆的平行于机身纵轴Y的右边切线与右后螺旋桨4的桨尖圆的平行于机身纵轴Y的左边切线距离M54与左中螺旋桨6的桨尖圆的平行于机身纵轴Y的左边切线与左后螺旋桨2的桨尖圆的平行于机身纵轴Y的右边切线距离M62相等,M54=M62。

当M54>0,在水平前飞时,右中螺旋桨5的尾流和右后螺旋桨4尾流相互没有影响;左中螺旋桨6的尾流和与左后螺旋桨2的尾流相互没有影响。

在水平前飞时,六个螺旋桨的尾流没有相互干扰,减少飞行阻力,提高了飞行效率。

后掠后驱多旋翼飞行器的飞行原理是,参见图1的下图:

由上往下看螺旋桨的旋转面,设右内前螺旋桨1逆时针转N,左外后螺旋桨2逆时针转N,左内前螺旋桨3顺时针转S,右外后螺旋桨4顺时针转S。

由前往后看螺旋桨的旋转面,设右中螺旋桨5逆时针转N,左中螺旋桨6顺时针转S。

因为,Y3=Y1,Y2=Y4,令Y4=K*Y1,K是油门中位时,右前螺旋桨1的升力F1与右后螺旋桨4的升力F4的比,K=F1/F4。

设右前螺旋桨1、左前螺旋桨3、右后螺旋桨4、左后螺旋桨2的尺寸相同,相应的驱动电机的参数相同。

油门中位时,右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3、右后螺旋桨4的升力F4、左后螺旋桨2的升力F2相等。

F1=F3,F2=F4,F1=F2,K=F1/F4 ,K=1。

Y3=Y1,Y2=Y4,Y4=K*Y1,Y4=Y1。

设右前螺旋桨1、左前螺旋桨3的尺寸相同,相应的驱动电机的参数相同。

右后螺旋桨4、左后螺旋桨2的尺寸相同,相应的驱动电机的参数相同。

右前螺旋桨1、左前螺旋桨3的尺寸大于右后螺旋桨4、左后螺旋桨2的尺寸;右前螺旋桨1、左前螺旋桨3相应的驱动电机功率大于右后螺旋桨4、左后螺旋桨2相应的驱动电机功率。

油门中位时,右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相等。

油门中位时,右后螺旋桨4的升力F4、左后螺旋桨2的升力F2相等。

油门中位时,右前螺旋桨1的升力F1大于右后螺旋桨4的升力F4。

F1=F3,F2=F4,F1>F4,K=F1/F4 ,K>1。

Y3=Y1,Y2=Y4,Y4=K*Y1,Y4>Y1。

因此,有两类后掠后驱多旋翼飞行器,一类是K=1的后掠后驱多旋翼飞行器,一类是K>1的后掠后驱多旋翼飞行器。

因为,Y3=Y1,Y2=Y4,Y4=K*Y1。

右前螺旋桨1的升力F1和左前螺旋桨3的升力F3产生后仰力矩:

F1*Y1+F3*Y3

=F1*Y1+F3*Y1

=Y1*(F1+F3)………………………(1)

右后螺旋桨4的升力F4和左后螺旋桨2的升力F2产生前俯力矩:

F4*Y4+F2*Y2

= F4*K*Y1+F2*K*Y1

= K*Y1*(F4+F2)………………………(2)

因为,X3=X1,X2=X4 。

右前螺旋桨1的升力F1和右后螺旋桨4的升力F4产生向左横滚力矩:

F1*X1+F4*X4………………………(3)

左前螺旋桨3的升力F3和左后螺旋桨2的升力F2产生向右横滚力矩:

F3*X3+F2*X2

=F3*X1+F2*X4………………………(4)

现在先说明K=1的后掠后驱多旋翼飞行器,将K=1代入式(2)得前俯力矩:

Y1*(F4+F2)………………………(2-1)

当飞行控制器控制右前螺旋桨1、左后螺旋桨2、左前螺旋桨3、右后螺旋桨4的转速相同时,右前螺旋桨1的升力F1、左后螺旋桨2的升力F2、左前螺旋桨3的升力F3、右后螺旋桨4的升力F4相同,反扭矩相互抵消。

由式(1)和(2-1)可知,后仰力矩等于前俯力矩;由式(3)和(4)可知,向左横滚力矩等于向右横滚力矩。

这时,右前螺旋桨1、左后螺旋桨2、左前螺旋桨3、右后螺旋桨4的升力不影响后掠后驱多旋翼飞行器的纵向稳定、横向稳定和航向稳定。

飞行控制器控制右前螺旋桨1、左后螺旋桨2、左前螺旋桨3、右后螺旋桨4的转速相同的增大,这四个螺旋桨的升力相同的增大,由于这四个螺旋桨的升力垂直向上,当这四个螺旋桨的升力总和大于后掠后驱多旋翼飞行器的重量,飞行器垂直上升,飞行控制器控制右前螺旋桨1、左后螺旋桨2、左前螺旋桨3、右后螺旋桨4的转速相同的减少,这四个螺旋桨的升力相同的减少,当这四个螺旋桨的升力总和等于后掠后驱多旋翼飞行器的重量,飞行器悬停,飞行控制器控制右前螺旋桨1、左后螺旋桨2、左前螺旋桨3、右后螺旋桨4的转速相同的继续减少,这四个螺旋桨的升力相同的减少,当这四个螺旋桨的升力总和小于后掠后驱多旋翼飞行器的重量,飞行器垂直下降。

所以,右前螺旋桨1、左前螺旋桨3、右后螺旋桨4、左后螺旋桨2的升力联动操纵垂直升降。

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相同的增大△F,反扭矩相互抵消,左后螺旋桨2的升力F2、右后螺旋桨4的升力F4相同的减少△F,反扭矩相互抵消。

由式(1)和(2-1)可知,后仰力矩大于前俯力矩,由式(3)和(4)可知,向左横滚力矩等于向右横滚力矩,这时,后掠后驱多旋翼飞行器后仰,横向和航向保持稳定。

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相同的减少△F,反扭矩相互抵消,左后螺旋桨2的升力F2、右后螺旋桨4的升力F4相同的增大△F,反扭矩相互抵消。

由式(1)和(2-1)可知,前俯力矩大于后仰力矩,由式(3)和(4)可知,向左横滚力矩等于向右横滚力矩,这时,后掠后驱多旋翼飞行器前俯,横向和航向保持稳定。

所以,右前螺旋桨1、左前螺旋桨3和右后螺旋桨4、左后螺旋桨2的升力差动操纵俯仰。

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1、右后螺旋桨4的升力F4相同的增大△F,反扭矩相互抵消,左前螺旋桨3的升力F3、左后螺旋桨2的升力F2相同的减少△F,反扭矩相互抵消。

由式(1)和(2-1)可知,后仰力矩等于前俯力矩,由式(3)和(4)可知,向左横滚力矩大于向右横滚力矩,这时,后掠后驱多旋翼飞行器向左横滚,纵向和航向保持稳定。

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1、右后螺旋桨4的升力F4相同的减少△F,反扭矩相互抵消,左前螺旋桨3的升力F3、左后螺旋桨2的升力F2相同的增大△F,反扭矩相互抵消。

由式(1)和(2-1)可知,后仰力矩等于前俯力矩,由式(3)和(4)可知,向右横滚力矩大于向左横滚力矩,这时,后掠后驱多旋翼飞行器向右横滚,纵向和航向保持稳定。

所以,右前螺旋桨1、右外后螺旋桨4和左前螺旋桨3、左后螺旋桨2的升力差动操纵横滚。

因为X6=X5。

右中螺旋桨5的升力F5和左中螺旋桨6的升力F6不产生俯仰力矩和横滚力矩。

右中螺旋桨5的升力F5产生向左转向力矩:

F5*X5………………………(5)

左中螺旋桨6的升力F6产生向右转向力矩:

F6*X6

=F6*X5………………………(6)

当右中螺旋桨5的升力F5等于左中螺旋桨6的升力F6,由式(5)和(6)可知,向左转向力矩等于向右转向力矩,后掠后驱多旋翼飞行器航向保持稳定。

航向的控制有三种方法,第一种是:

飞行控制器控制右中螺旋桨5和左中螺旋桨6的初始速度为零,由式(5)和(6)可知,向左转向力矩等于0,向右转向力矩等于0,后掠后驱多旋翼飞行器航向保持稳定;当飞行控制器控制右中螺旋桨5转速增大,右中螺旋桨5的升力F5增大△F,左中螺旋桨6的转速保持为零,由式(5)和(6)可知,向左转向力矩大于向右转向力矩,后掠后驱多旋翼飞行器向左转向;当飞行控制器控制右中螺旋桨5转速保持为零,左中螺旋桨6的转速增大,左中螺旋桨6的升力增大△F,由式(5)和(6)可知,向右转向力矩大于向左转向力矩,后掠后驱多旋翼飞行器向右转向。

航向控制的第二种是:

飞行控制器控制右中螺旋桨5和左中螺旋桨6的初始速度为相同的怠速,右中螺旋桨5的升力F5和左中螺旋桨6的升力F6较小但相等,由式(5)和(6)可知,向左转向力矩等于向右转向力矩,后掠后驱多旋翼飞行器航向保持稳定,并将慢慢向前飞行,当飞行控制器控制右中螺旋桨5的升力F5增大△F,左中螺旋桨6的升力F6减少△F,由式(5)和(6)可知,向左转向力矩大于向右转向力矩,后掠后驱多旋翼飞行器向左前方慢慢飞行;当飞行控制器控制右中螺旋桨5的升力F5减少△F,左中螺旋桨6的升力F6增大△F,由式(5)和(6)可知,向右转向力矩大于向左转向力矩,后掠后驱多旋翼飞行器向右前方慢慢飞行。

航向控制的第三种是:

飞行控制器控制右中螺旋桨5和左中螺旋桨6的转速加速为相同的较快的速度,右中螺旋桨5的升力F5和左中螺旋桨6的升力F6较大但相等,由式(5)和(6)可知,向左转向力矩等于向右转向力矩,后掠后驱多旋翼飞行器航向保持稳定,并较快地向前飞行,当飞行控制器控制右中螺旋桨5的升力F5增大△F,左中螺旋桨6的升力F6减少△F,由式(5)和(6)可知,向左转向力矩大于向右转向力矩,后掠后驱多旋翼飞行器向左前方较快地飞行;当飞行控制器控制右中螺旋桨5的升力F5减少△F,左中螺旋桨6的升力F6增大△F,由式(5)和(6)可知,向右转向力矩大于向左转向力矩,后掠后驱多旋翼飞行器向右前方较快地飞行。

右中螺旋桨5和左中螺旋桨6的升力差动操纵航向。

航向控制的第一种方法适合在悬停的时候采用,航向控制的第二种方法可以在悬停的时候采用,这时,会产生向前飞行的干扰,通过操纵后仰克服,如同在风中悬停的操纵一样;航向控制的第二种方法可以在向前慢速飞行的时候采用。

航向控制的第三种方法适合在向前快速飞行的时候采用。

后掠后驱多旋翼飞行器以多旋翼飞行模式悬停于空中,飞行控制器控制右中螺旋桨5和左中螺旋桨6的速度相同的增加,右中螺旋桨5的升力F5和左中螺旋桨6的升力F6相同的增加,后掠后驱多旋翼飞行器向前飞行,无需螺旋桨旋转面向前倾斜,减少了机身的倾斜,减少了飞行阻力。

现在说明K>1的后掠后驱多旋翼飞行器,以K=3为例子说明。

油门中位时,右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相等,F1=F3

油门中位时,右后螺旋桨4的升力F4、左后螺旋桨2的升力F2相等,F4=F2。

油门中位时,右前螺旋桨1的升力F1大于右后螺旋桨4的升力F4,F4=F1/3。

Y3=Y1,Y2=Y4,Y4=K*Y1,Y4=3*Y1。

将K=3代入式(2)得前俯力矩:

3*Y1*(F4+F2)………………………… (2-2)

当飞行控制器控制右前螺旋桨1、左前螺旋桨3的转速相同时,右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相同,反扭矩相互抵消。

当飞行控制器控制右后螺旋桨4、左后螺旋桨2的转速相同时,右后螺旋桨4的升力F4、左后螺旋桨2的升力F2相同,反扭矩相互抵消。

当飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相同的增大到DF,同时,右后螺旋桨4的升力F4、左后螺旋桨2的升力F2相同的增大到DF/3,由式(1)和(2-2)可知,后仰力矩等于前俯力矩;由式(3)和(4)可知,向左横滚力矩等于向右横滚力矩。

这时,右前螺旋桨1、左后螺旋桨2、左前螺旋桨3、右后螺旋桨4的升力不影响后掠后驱多旋翼飞行器的纵向稳定、横向稳定和航向稳定。

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相同的增大到DF,右后螺旋桨4的升力F4、左后螺旋桨2的升力F2相同的增大到DF/3,由于这四个螺旋桨的升力垂直向上,当这四个螺旋桨的升力总和大于后掠后驱多旋翼飞行器的重量,飞行器垂直上升,

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相同的减少△F,右后螺旋桨4的升力F4、左后螺旋桨2的升力F2相同的减少△F/3,当这四个螺旋桨的升力总和等于后掠后驱多旋翼飞行器的重量,飞行器悬停,

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相同的继续减少△F,右后螺旋桨4的升力F4、左后螺旋桨2的升力F2相同的继续减少△F /3,当这四个螺旋桨的升力总和小于后掠后驱多旋翼飞行器的重量,飞行器垂直下降。

所以,右前螺旋桨1、左前螺旋桨3的升力和右后螺旋桨4、左后螺旋桨2的升力联动操纵垂直升降。

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相同的增大△F,反扭矩相互抵消,左后螺旋桨2的升力F2、右后螺旋桨4的升力F4 相同的减少△F/3,反扭矩相互抵消。

由式(1)和(2-2)可知,后仰力矩大于前俯力矩,由式(3)和(4)可知,向左横滚力矩等于向右横滚力矩,这时,后掠后驱多旋翼飞行器后仰,横向和航向保持稳定。

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1、左前螺旋桨3的升力F3相同的减少△F,反扭矩相互抵消,左后螺旋桨2的升力F2、右后螺旋桨4的升力F4相同的增大△F/3,反扭矩相互抵消。

由式(1)和(2-2)可知,前俯力矩大于后仰力矩,由式(3)和(4)可知,向左横滚力矩等于向右横滚力矩,这时,后掠后驱多旋翼飞行器前俯,横向和航向保持稳定。

所以,右前螺旋桨1、左前螺旋桨3和右后螺旋桨4、左后螺旋桨2的升力差动操纵俯仰。

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1增大△F,右后螺旋桨4的升力F4增大△F/3,左前螺旋桨3的升力F3减少△F、左后螺旋桨2的升力F2减少△F/3。

由式(1)和(2-2)可知,后仰力矩等于前俯力矩,由式(3)和(4)可知,向左横滚力矩大于向右横滚力矩,这时,后掠后驱多旋翼飞行器向左横滚,纵向和航向保持稳定。

飞行控制器控制右前螺旋桨1的升力F1减少△F,右后螺旋桨4的升力F4减少△F/3,左前螺旋桨3的升力F3增大△F、左后螺旋桨2的升力F2增大△F/3。

由式(1)和(2-2)可知,后仰力矩等于前俯力矩,由式(3)和(4)可知,向右横滚力矩大于向左横滚力矩,这时,后掠后驱多旋翼飞行器向右横滚,纵向和航向保持稳定。

所以,右前螺旋桨1、右外后螺旋桨4和左前螺旋桨3、左后螺旋桨2的升力差动操纵横滚。

由式(5)和(6)可知,右中螺旋桨5的升力F5和左中螺旋桨6的升力F6操纵航向的公式中与K、右前螺旋桨1、左前螺旋桨3和右后螺旋桨4、左后螺旋桨2的升力无关,右中螺旋桨5的升力F5和左中螺旋桨6的升力F6操纵航向的方法与K=1的方法相同,驱动前飞的方法也相同。

图2由上图和下图组成,在图2的上图中,角铝41由铝合金制造,两个直角边上设置安装孔44用于连接其它构件。

普通碳钎维框42是四边形的框,由碳纤维制造,普通碳钎维框42上设置装孔44用于连接其它构件。

铆钉43将四个角铝41分别连接在普通碳钎维框42的四个边上,连接在一起的角铝41和普通碳钎维框42构成图2的下图所示的普通框总成45。

图2的下图中,普通框总成45剩余的安装孔44用于连接其它构件。

图3由上图和下图组成,在图3的上图中,加强碳钎维框46是“日字形”的框,由碳纤维制造,加强碳钎维框46上设置装孔44用于连接其它构件。

铆钉43将四个角铝41分别连接在加强碳钎维框46外围的四个边上,连接在一起的角铝41和加强碳钎维框46构成图3的下图所示的加强框总成47。

图3的下图中,加强框总成47剩余的安装孔44用于连接其它构件。

图4由上图、中图和下图组成,在图4的上图中,中央横梁上板48由碳纤维制造,中央横梁上板48上设置装孔44用于连接其它构件,中央横梁上板48上前后各连接一个角铝41,中央横梁下板48-1的结构与中央横梁上板48相同,中央横梁下板48-1下前后各连接一个角铝41。

长螺丝51由上向下穿过中央横梁上板48的安装孔44、管夹49的安装孔44、中央横梁下板48-1的安装孔44旋入螺母52,将中央横梁上板48、管夹49、右机臂9、左机臂10、中央横梁下板48-1紧固连接在一起,连接在一起将中央横梁上板48、管夹49、中央横梁下板48-1的组成图4的中图所示的中央横梁总成53,中央横梁总成53将右机臂9、左机臂10连接成后掠的机臂。

在图4的中图中,铆钉43将中央横梁总成53前面的两个角铝41与前面的加强框总成47连接,铆钉43将中央横梁总成53后的两个角铝41与另一个加强框总成47连接,组成图4的下图的双加强框总成47支撑的中央横梁总成53。

在图4的下图中,双加强框总成47支撑的中央横梁总成53,将右机臂9、左机臂10的受力传递到加强框总成47上。

图5由上图和下图组成,在图5的上图中,多个纵向排列的普通框总成45构成机身的横向支撑机构,机头放置双加强框总成47支撑的中央横梁总成53。

普通框总成45、加强框总成47的四个角上放置长角铝54,长角铝54的两个直角边上设置安装孔44(参见图2上图),四个长角铝54构成机身的纵向支撑机构。

普通框总成45、加强框总成47、长角铝54组成支撑机身的骨架。

四点式起落架前脚8-1连接在机头的普通框总成45下面,四点式起落架后脚8-3,连接在机尾的普通框总成45下面。

在图5的下图中,铆钉43将碳纤维板蒙皮连接在普通框总成45的角铝41、加强框总成47的角铝41和长角铝54上(连接方法如图2所示),螺丝57将机头整流罩55连接在前边,螺丝57将机尾整流罩56连接在后边,组成流线型长方体机身7。

图6由上图和下图组成,在图6的上图中,螺丝57将右后螺旋桨4连接在右后电机24上,螺丝57由下向上穿过电机连接板59将右后电机24连接在电机连接板59上。

长螺丝51由上向下穿过电机连接板59、管夹49、电机安装加强板61旋入螺母52,将右后电机24、电机连接板59、管夹49、右机臂9(没有画出右机臂9,与参见图4所示的连接方法相同)、电机安装加强板61紧固连接在一起。

在图6的下图中,连接在一起的电机连接板59、管夹49、电机安装加强板61组成右后电机安装总成34,在图6的下图是右后螺旋桨4连接完成图,左后螺旋桨2的连接方法与右后螺旋桨4连接方法相同。

图7由上图和下图组成,在图7的上图中,螺丝57将右前螺旋桨1连接在右前电机21上(参见图6的上图),螺丝57由下向上穿过电机连接板59将右前电机21连接在电机连接板59上。

长螺丝51由上向下穿过电机连接板59、管夹49、起落架脚连接板63旋入螺母52,将电机连接板59、管夹49、右机臂9(没有画出右机臂9,与参见图4所示的连接方法相同)、起落架脚连接板63紧固连接在一起。

螺丝57由上向下穿过起落架脚连接板63连接起落架脚连接座64将四点式起落架右脚8-2连接在起落架脚连接板63下。

在图7的下图中,连接在一起的电机连接板59、管夹49、起落架脚连接板63组成右前电机安装总成31。

在图7的下图是右前螺旋桨1、四点式起落架右脚8-2的连接完成图。

左前螺旋桨3的连接方法与右前螺旋桨1的连接方法相同。

四点式起落架左脚8-4的连接方法与四点式起落架右脚8-2的连接方法相同。

图8由上图和下图组成,在图8的上图中,螺丝57将右中螺旋桨5连接在右中电机25上(参见图6的上图),螺丝57由右向左穿过后驱电机连接竖板66将右中电机25连接在后驱电机连接竖板66上。

铆钉43将角铝41连接在后驱电机连接上横板65的左上方。

铆钉43将角铝41连接在后驱电机连接下横板65-1的左下方。

长螺丝51由上向下穿过后驱电机连接上横板65、管夹49、后驱电机连接下横板65-1旋入螺母52,将电机连接上横板65、管夹49、右机臂9(没有画出右机臂9,与参见图4所示的连接方法相同)、后驱电机连接下横板65-1紧固连接在一起。

铆钉43将后驱电机连接竖板66连接在后驱电机连接上横板65和后驱电机连接下横板65-1的角铝41的左边。

在图8的下图中,连接在一起的后驱电机连接竖板66、后驱电机连接上横板65、管夹49、后驱电机连接下横板65-1组成右中电机安装总成35。

在图8的下图是右中螺旋桨5的连接完成图。

左中螺旋桨6的连接方法与右中螺旋桨5的连接方法相同。

在另一实施例,右中电机安装总成35反转180°安装,右中螺旋桨5安装在机臂前方,使右中螺旋桨5由后驱动变成前驱动。

图9由上图、中图和下图组成,在图9的上图中,折叠组件67由折叠组件的安装座部件67-1、折叠组件的管夹部件67-2和折叠组件搭扣部件67-3三部分组成;折叠组件的安装座部件67-1用于连接机身构件,折叠组件的管夹部件67-2用于连接机臂,折叠组件搭扣部件67-3用于锁紧或松开折叠组件67。

右机臂9插入右边折叠组件67的折叠组件的管夹部件67-2用螺丝57紧固,左机臂10、插入左边折叠组件67的折叠组件的管夹部件67-2用螺丝57紧固。

长螺丝51由上向下穿过中央横梁上板48的安装孔44、折叠组件67的折叠组件的安装座部件67-1的安装孔44、中央横梁下板48-1的安装孔44旋入螺母52,将中央横梁上板48、两个折叠组件67的折叠组件的安装座部件67-1、中央横梁下板48-1紧固连接在一起,连接在一起的中央横梁上板48、两个折叠组件67的折叠组件的安装座部件67-1、中央横梁下板48-1,组成图9的中图所示的带折叠组件的中央横梁总成53-1,带折叠组件的中央横梁总成53-1将右机臂9、左机臂10连接成可横向向后折叠的后掠的机臂。

在图9的中图中,铆钉43将带折叠组件的中央横梁总成53-1前面的两个角铝41与前面的加强框总成47连接,铆钉43将带折叠组件的中央横梁总成53-1后的两个角铝41与另一个加强框总成47连接,组成图9的下图所示的双加强框总成47支撑的带折叠组件的中央横梁总成53-1。

在图9的下图中,双加强框总成47支撑的带折叠组件的中央横梁总成53-1,将右机臂9、左机臂10的受力传递到加强框总成47上。

图9的下图所示的,双加强框总成47支撑的带折叠组件的中央横梁总成53-1代替图4的下图所示的双加强框总成47支撑的中央横梁总成53(参见图5)组成可折叠机臂的后掠后驱多旋翼飞行器,松开折叠组件搭扣部件67-3,右机臂9和左机臂10向后横向折叠减少机臂横向占用空间,方便后掠后驱多旋翼飞行器的储存和运输。

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