一种巡飞固定翼无人机

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，具体涉及一种巡飞固定翼无人机。

背景技术

巡飞固定翼无人机作为一种传统固定翼飞行载体，其靠机翼产生升力，留空时间长；可用于空中巡逻，侦察监视，携带炸药载荷可作为精确制导的智能弹药，满足了信息化战场的需求。

经过发展目前巡飞无人机主要有固定翼式，折叠翼式，多旋翼式；固定翼式巡飞无人机有三种：第一种机翼不可折叠，不可拆装，缺点是体积大，不方便携带和筒装发射；第二种机翼可折叠，缺点是倾转机构和控制舵面带来的体积和重量；第三种机翼可以拆卸，缺点是不可以立刻部署，发射前需要进行拆装，部署时间久，操作繁琐，响应不及时；折叠翼式巡飞无人机的缺点是倾转机构和控制舵面带来的体积和重量；多旋翼式巡飞无人机存在续航时间短的缺陷，也间接导致巡飞距离短的问题；如：一种常规布局单兵手掷式巡飞弹（公开号CN109323633A,申请日2019.02.12)采用传统固定翼为升力面，结构可靠，巡航速度快，留空时间长，但仍有体积限制，不便携带，起降不便；一种快速拆装的串列式单兵巡飞弹（公开号CN115610653A,申请日2023.01.17)提出了一种快速拆装前后翼和垂直尾翼方案，该方案在起飞前还需要人工安装前后翼和垂直尾翼才能起飞，不能做到快速自主起飞；一种多旋翼巡飞弹（公开号CN111056015A,申请日2020.04.24)提出了一种人工展开机臂后，操作人员操控其前往目标区域执行任务的旋翼方案；该方案起降不受地形限制，可定点悬停，但多旋翼都存在续航时间短的缺陷，也间接导致巡飞距离短的问题。

发明内容

本发明提供了一种巡飞固定翼无人机，通过机头的旋转舵翼来控制飞机的航向、俯仰和滚转，能够做到灵活机动。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种巡飞固定翼无人机，在机头安装有类似边条翼的舵翼，其直径稍小于机身外形尺寸约束，不需要进行折叠就可以放入发射筒，通过微型伺服电机控制舵翼沿机身轴向转动；机身中部位置安装X型机翼，所述X型机翼可向后折叠收纳，采用扭簧控制其弹射出筒后自动展开，达到预定位置后挡块阻止X型机翼继续往前折叠，并且插销弹出锁定机翼；

飞控和数据链布置于机身前端，伺服电机后方，机身中前后部下方设置有舱口，可以按照任务需要安装载荷，电池位于机身后方，通过电池舱盖实现快速更换，机体尾部安装螺旋桨，采用尾推动力，所述螺旋桨可往前折叠收纳。

有益效果：本发明提供一种巡飞固定翼无人机，通过设计旋转舵翼来控制航向、俯仰和滚转，灵活机动，取消了传统的垂直尾翼和水平尾翼，并且机翼无控制舵面，可以极大的减小尾翼倾转机构和控制舵面带来的体积和重量，从而满足包络外形要求；本发明X型机翼可以折叠收放，方便携带运输和筒射起飞；相比旋翼类巡飞无人机，其飞行速度快，续航时间长，有较小的包络外形尺寸。

附图说明

图1是本发明实施例中无人机展开示意图；

图2是本发明实施例中无人机展开剖视图示意图；

图3是本发明实施例中无人机三视图示意图；

图4是本发明实施例中无人机的舵翼外壳示意图；

图5是本发明实施例中无人机的舵翼内部示意图；

图6是本发明实施例中无人机的机翼展开、折叠机构示意图；

图7是本发明实施例中无人机展开阶段的正视图；

图8是本发明实施例中无人机展开阶段的侧视图；

图9是本发明实施例中无人机展开阶段的俯视图；

图10是本发明实施例中无人机展开阶段的仰视图；

图11是本发明实施例中无人机展开阶段的轴侧视图；；

图12是本发明实施例中无人机折叠收纳阶段的正视图；

图13是本发明实施例中无人机折叠收纳阶段的侧视图；

图14是本发明实施例中无人机折叠收纳阶段的俯视图；

图15是本发明实施例中无人机折叠收纳阶段的仰视图；

其中，1-舵翼、2-机身、3-机翼、4-电池舱盖、5-电机、6-螺旋桨固定座、7-螺旋桨、8-电池、9-GPS天线、10-数据链天线、11-载荷、12-数据链、13-飞控；101-舵翼外壳固定座、102-伺服电机、103-伺服电机固定座,104-舵翼外壳；301-机翼固定座、302-扭簧、303-螺丝、304-弹簧柱塞销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：

如图1-图6所示，一种巡飞固定翼无人机，包括舵翼1、机身2、机翼系统、动力系统；

所述舵翼包括舵翼外壳104、伺服电机102、舵翼外壳固定座101、伺服电机座103；舵翼外壳1表面设计了一对在飞行时可以通过自转控制升力来调整机头偏离方向的小翼，所述小翼的翼展略小于机身直径；如图4所示，为了配合小翼与机身结合，在所述小翼与机身结合处设计了流线型的过渡区域；为了将舵翼外壳104与伺服电机102进行连接，在舵翼外壳104内布置舵翼外壳固定座101；伺服电机座103布置于机身2的前端，与伺服电机102进行固定连接，使得舵翼外壳104、舵翼外壳固定座101、伺服电机102、伺服电机座103、机身2之间相互连接；

机身2包括机身外壳201、电池舱盖4、电池8、GPS天线9、数据链天线10、载荷11、数据链12、飞控13；数据链12、飞控13布置于机身外壳201内的前端，载荷11放置于数据链12和飞控13后方的载荷舱内，载荷11从机身下方的载荷舱口放入；机身外壳201表面中后端设置下陷区域用于机翼收纳；电池8布置在机身外壳201内的后端，为了方便电池8的更换和设备的检修，在机身外壳201表面的后端下陷区域顶部布置了电池舱盖4；GPS天线9安装在机身外壳201内部，位于电池8头部前方；数据链天线10布置在GPS天线9前方，数据链天线10可折叠部分折叠收纳在机身2下陷区域机腹的下方；数据链天线10为数据链12的信息收发设备；飞控13的信息和指令通过数据链12与地面站联系和交换， GPS天线9所得到的位置信息回传输给飞控13；数据链12分为地面端和天空端，附图中体现的是天空端，天空端安装在无人机上，其用于无人机上的飞控13和地面站之间传输信息和指令，是双向传输（如：地面站可以通过数据链向飞控传输指令、飞控收到指令后可以通过数据链向地面站反馈信息），数据链12搭配数据链天线10一起使用，两者通过馈线传输信息；飞控13通过控制伺服电机102来实现无人机的起降和姿态控制（如俯仰、偏航和滚转）；载荷11可以是设备或弹药，由无人机送到指定位置，本实施例附图中是弹药，由飞控控制引爆；电池8为所有设备供电；

所述机翼系统包括机翼3、机翼固定座301、扭簧302、螺丝303、弹簧柱塞销304；机翼固定座301安装于机身中端，机翼3共四片分别通过螺丝303固定于机翼固定座301四个方向的平面上，方便机翼3的收纳和展开；扭簧302安装于机翼3和机翼固定座301之间，用于控制机翼3从收纳状态弹出到展开状态，安装于螺丝303侧面的弹簧柱塞销304会在机翼3展开到合适位置时与机翼3上的卡槽配合锁定机翼在展开状态下的位置；

所述动力系统包括动力电机5、螺旋桨固定座6、螺旋桨7；电机5通过电机安装座安装于机身尾端，螺旋桨7通过螺旋桨固定座6与电机5相连；螺旋桨7可进行前后折叠，在收纳状态下向前折叠进机身的螺旋桨下陷区域内，在展开状态下在电机5带动下旋转展开。

上述无人机在被弹射出来后，X型机翼在倾转机构的带动下由折叠状态变为展开状态，采用扭簧控制其弹射出筒后自动展开，达到预定位置后挡块阻止X型机翼继续往前折叠，并且插销弹出锁定机翼；X型机翼为无人机提供升力，并跟舵翼一起共同维持无人机稳定；螺旋桨在电机的带动下旋转展开，电机带动螺旋桨为无人机提供动力；通过伺服电机控制舵翼实现无人机的航向、俯仰和滚转，能够做到灵活机动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。