專利名稱：矢量推力型無人機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無人機領(lǐng)域，尤其是一種矢量推力型無人機。
背景技術(shù)：
作用在無人機上的推力是一個有大小、有方向的量，這種量被稱為矢量，推力矢量技術(shù)就是通過偏轉(zhuǎn)電動機噴流的方向，從而獲得額外操縱力矩的技術(shù)。目前，普通無人機運行中的飛行迎角是比較小的，在這種狀態(tài)下無人機的機翼和尾翼都能夠產(chǎn)生足夠的升力，可以保證無人機的正常飛行。但是，當無人機攻角逐漸增大，無人機的尾翼將陷入機翼的低能尾流中，可能造成尾翼失速，甚至使無人機進入尾旋而導(dǎo)致墜毀，此時，縱然電動機工作正常，也無法使無人機保持平衡并停留在空中。經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)以下相關(guān)技術(shù)潛水器用三維矢量推進裝置(CN202226050U)，包括原動機、機座、至少三組相同結(jié)構(gòu)的推力機構(gòu)并均布于機座的周邊，主軸由原動機驅(qū)動,主軸與機座轉(zhuǎn)動配合,主軸外端穿過機座的外壁后與轉(zhuǎn)動盤的內(nèi)底面固接；主軸呈中空狀,其內(nèi)部沿軸向穿伸傳動軸,傳動軸的內(nèi)端伸出主軸及機座的內(nèi)壁之外，并與推力方向控制器相連，另一端穿過轉(zhuǎn)動盤的內(nèi)底后與中心齒輪連動，該端轉(zhuǎn)動地裝于轉(zhuǎn)動盤的外底部；中心齒輪處于轉(zhuǎn)動盤內(nèi)，轉(zhuǎn)動盤內(nèi)轉(zhuǎn)動配合數(shù)根槳葉軸，槳葉軸穿過槳葉齒輪連動，槳葉齒輪通過傳動件與中心齒輪相連，槳葉軸伸出轉(zhuǎn)動盤的外底部與槳葉的一端固接；轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)動一周，槳葉繞自身軸線旋轉(zhuǎn)半周。本發(fā)明推力的大小及方向可在三維空間內(nèi)任意變化。一種水空兩用無人機的動力裝置(CN202226062U)，裝有動力裝置的無人機密封機身內(nèi)端面連有機油箱支架，機油箱支架內(nèi)固定裝有油箱，油箱經(jīng)過油管連接到單缸活塞發(fā)動機，單缸活塞發(fā)動機的輸出軸哨合齒輪，齒輪傳動到機身外的傳動軸，傳動軸端部連有可折疊式空氣螺旋槳，密封機身上設(shè)置有進氣口和出氣口，它們由進排氣裝置的進排氣閥來實現(xiàn)對密封機身的開合，機身內(nèi)端面還連有動力鋰電池支架。本發(fā)明的技術(shù)效果是通過電機帶動螺桿，螺桿的轉(zhuǎn)動帶動連接有進氣閥和排氣閥的螺母，有效控制進氣閥和排氣閥的開合，使其實現(xiàn)無人機在空中航行時需要空氣的單缸活塞發(fā)動機可以得到足夠空氣而正常工作，同時在水下航行時有效避免水進入無人機機身而影響航行。無人機用雙自動駕駛飛行控制裝置(CN202226055U)，分為主自動駕駛控制裝置和備份自動駕駛控制裝置，主自動駕駛控制裝置正常連接在無人機的控制電路中，同時通過數(shù)據(jù)傳輸電臺與主地面站終端通訊。備份自動駕駛控制裝置控制主自動駕駛控制裝置的電源，同時備份自動駕駛控制裝置通往各個舵機的信號線路處于受開關(guān)控制的物理斷開的狀態(tài)，僅接通I路任務(wù)舵機或繼電器。本發(fā)明將過去單套的自動駕駛控制裝置替換為雙套的自動駕駛控制裝置。雙套自動駕駛控制裝置同時發(fā)生故障的幾率非常低，當一套自動駕駛控制裝置發(fā)生故障時，備份自動駕駛控制裝置便可接替其完成飛行任務(wù)。經(jīng)過對比，以上專利文獻與本專利申請的技術(shù)存在較大不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、可控性強、起落速度快、機動性好的矢量推力型無人機。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種矢量推力型無人機，包括螺旋槳、機身、機翼以及尾翼，螺旋槳同軸安裝在機身縱軸前端，機身中部兩側(cè)對稱安裝機翼，機身尾部兩側(cè)對稱安裝有尾翼，其特征在于所述機身縱軸尾部安裝有一矢量推力裝置，該矢量推力裝置包括電動機和噴管，所述電動機安裝在機身內(nèi)部，噴管前端連接電動機，噴管尾端伸出機身尾端。而且，所述噴管尾端由噴管轉(zhuǎn)向器控制擺轉(zhuǎn)角度。而且，所述機翼后側(cè)均鉸裝有副翼。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是1、本無人機在尾部安裝矢量推力裝置，電動機的噴管不僅可以上下偏轉(zhuǎn)，還能夠左右偏轉(zhuǎn)，那么推力不僅能夠提供無人機的俯仰力矩，還能夠提供偏航力矩，可以保證在無人機作低速、大攻角狀態(tài)機動飛行，甚至在操縱舵面幾近失效時利用推力矢量提供的額外操縱力矩來控制無人機正常飛行。2、本無人機采用推力矢量技術(shù)提高了無人機的控制效率，使無人機的氣動控制面，如垂尾和立尾可以大大縮小，從而減輕無人機的重量，另外，垂尾和立尾形成的角反射器也因此縮小，無人機的隱身性能也得到了改善。3、本無人機采用推力矢量技術(shù)，可以控制容易實現(xiàn)反向推力，不僅有效提升無人機的機動性，而且可以縮短無人機的滑跑距離，使無人機具有前所未有的短距起落能力。4、本發(fā)明設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、可控性強、起落速度快、安全性好，可以保證在無人機作低速、大攻角狀態(tài)機動飛行，體積小，質(zhì)量輕，機動性能好，不僅有效提升無人機的機動性，而且可以縮短無人機起、落過程的滑跑距離。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視圖(尾部局部剖視)；圖2為圖1的仰視圖(尾部局部剖視)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。一種矢量推力型無人機，包括螺旋槳1、機身2、機翼3以及尾翼9，螺旋槳同軸安裝在機身縱軸前端并由安裝在機身內(nèi)的無刷電機驅(qū)動控制，機身中部兩側(cè)對稱安裝機翼，機身縱軸尾部兩側(cè)對稱安裝有尾翼，本發(fā)明的創(chuàng)新點在于所述機身縱軸尾部同軸安裝有一矢量推力裝置，該矢量推力裝置包括電動機4、噴管5以及噴管轉(zhuǎn)向器6，所述電動機安裝在機身內(nèi)部，噴管前端連接電動機，噴管尾端7伸出機身尾端并偏轉(zhuǎn)一定角度，工作時所述噴管轉(zhuǎn)向器隨時調(diào)節(jié)噴管尾端的偏轉(zhuǎn)方向，從而控制推力方向，該噴管尾端既可以上下偏轉(zhuǎn)，也可以左右偏轉(zhuǎn)。為了提升無人機的控制機動性，所述機翼后側(cè)均鉸裝有副翼8。
本發(fā)明的工作原理為本無人機采用推力矢量技術(shù)，是通過噴管偏轉(zhuǎn)控制電動機產(chǎn)生的推力方向，從而獲得控制力矩，實現(xiàn)對無人機的姿態(tài)控制。推力矢量技術(shù)的特點在于控制力矩由電動機控制不受無人機本身姿態(tài)的影響，因此，可以保證在無人機作低速、大攻角機動飛行而操縱舵面幾近失效時利用推力矢量提供的額外操縱力矩來控制無人機機動。當無人機采用了推力矢量技術(shù)之后，電動機噴管上下偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的推力不受無人機的重心的影響，直接產(chǎn)生繞無人機重心的俯仰力距，這時推力就發(fā)揮了和無人機操縱面一樣的作用。由于推力的產(chǎn)生只與電動機有關(guān)系，這樣就算無人機的迎角超過了失速迎角，推力仍然能夠提供力矩使無人機配平，機翼還能產(chǎn)生足夠大的升力，就能保證無人機繼續(xù)在空中正常飛行。而且，通過實驗還發(fā)現(xiàn)推力偏轉(zhuǎn)之后，不僅推力能產(chǎn)生直接的投影升力，還能通過超環(huán)量效應(yīng)令機翼產(chǎn)生誘導(dǎo)升力，使總的升力提高。推力矢量技術(shù)不僅使無人機的機動性大大提高，這是因為使用推力矢量技術(shù)的無人機的超環(huán)量升力和推力在升力方向的分量都有利于減小無人機的離地和接地速度，無人機在降落之后的制動力也大幅提高，縮短無人機的滑跑距離，顯著提升了無人機具有短距起落能力。本專利申請中對電控部分未作詳細描述。盡管為說明目的公開了本發(fā)明的實施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本發(fā)明的范圍不局限于實施例和附圖所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種矢量推力型無人機，包括螺旋槳、機身、機翼以及尾翼，螺旋槳同軸安裝在機身縱軸前端，機身中部兩側(cè)對稱安裝機翼，機身尾部兩側(cè)對稱安裝有尾翼，其特征在于所述機身縱軸尾部安裝有一矢量推力裝置，該矢量推力裝置包括電動機和噴管，所述電動機安裝在機身內(nèi)部，噴管前端連接電動機，噴管尾端伸出機身尾端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矢量推力型無人機，其特征在于所述噴管尾端由噴管轉(zhuǎn)向器控制擺轉(zhuǎn)角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矢量推力型無人機，其特征在于所述機翼后側(cè)均鉸裝有副翼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種矢量推力型無人機，包括螺旋槳、機身、機翼以及尾翼，螺旋槳同軸安裝在機身縱軸前端，機身中部兩側(cè)對稱安裝機翼，機身尾部兩側(cè)對稱安裝有尾翼，所述機身縱軸尾部安裝有一矢量推力裝置，該矢量推力裝置包括電動機和噴管，所述電動機安裝在機身內(nèi)部，噴管前端連接電動機，噴管尾端伸出機身尾端。本發(fā)明設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、可控性強、起落速度快、安全性好，可以保證在無人機作低速、大攻角狀態(tài)機動飛行，體積小，質(zhì)量輕，機動性能好，不僅有效提升無人機的機動性，而且可以縮短無人機起、落過程的滑跑距離。
文檔編號B64C15/02GK103010458SQ20121055822
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者權(quán)軍, 田凱 申請人:天津全華時代航天科技發(fā)展有限公司