本發(fā)明涉及涵道螺旋槳飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)單軸涵道螺旋槳飛行器。

背景技術(shù)：

相對(duì)于固定翼飛行器，旋翼飛行器具有垂直起降、定點(diǎn)懸停以及良好的低速機(jī)動(dòng)功能，可以在狹小的空間中執(zhí)行任務(wù)。采用涵道螺旋槳結(jié)構(gòu)的旋翼飛行器因其結(jié)構(gòu)緊湊、氣動(dòng)噪聲低、紅外特性小、使用方便安全等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于偵察、探測(cè)和監(jiān)控等領(lǐng)域。

傳統(tǒng)小型涵道螺旋槳飛行器普遍采用一組電/油動(dòng)動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)一個(gè)螺旋槳產(chǎn)生動(dòng)力；在螺旋槳的下洗氣流中布置若干固定舵面產(chǎn)生反扭力矩，并利用可偏轉(zhuǎn)控制舵面產(chǎn)生姿態(tài)控制力矩，以控制飛行器的姿態(tài)與位置。

因此，傳統(tǒng)小型涵道螺旋槳飛行器的反扭力矩主要依靠固定舵面來(lái)產(chǎn)生，這一結(jié)構(gòu)會(huì)增加飛行器的尺寸與重量并造成氣動(dòng)損耗，且不利于此類(lèi)無(wú)人飛行器的小型化設(shè)計(jì)。

因此，需要提供一種電動(dòng)單軸涵道螺旋槳飛行器，相對(duì)于傳統(tǒng)的涵道螺旋槳飛行器布局，可降低飛行器的質(zhì)量、減少氣動(dòng)損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電動(dòng)單軸涵道螺旋槳飛行器，采用單軸動(dòng)力系統(tǒng)且結(jié)構(gòu)緊湊，減少氣動(dòng)損耗，有利于無(wú)人飛行器的小型化設(shè)計(jì)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種電動(dòng)單軸涵道螺旋槳飛行器，包括任務(wù)艙、電機(jī)、螺旋槳、涵道、舵面風(fēng)箱和舵機(jī)，所述涵道的上邊緣設(shè)有任務(wù)艙固定架，所述任務(wù)艙通過(guò)任務(wù)艙固定架固定設(shè)置在涵道的正上方，所述任務(wù)艙的下部固定設(shè)置電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端連接螺旋槳，所述涵道的下邊緣設(shè)有舵機(jī)固定架，所述舵機(jī)通過(guò)舵機(jī)固定架固定設(shè)置在涵道的下邊緣的下方，所述涵道的下邊緣設(shè)有風(fēng)箱固定架，所述風(fēng)箱固定架的中心位于涵道的正下方，所述舵面風(fēng)箱的一端與舵機(jī)連接，所述舵面風(fēng)箱的另一端與風(fēng)箱固定架的中心連接。

優(yōu)選地，所述舵面風(fēng)箱的舵面為非對(duì)稱(chēng)翼型。非對(duì)稱(chēng)翼型為上下兩條弧線非對(duì)稱(chēng)的翼型，采用非對(duì)稱(chēng)翼型，可以在相同的螺旋槳流場(chǎng)中獲得更大的升力(即反扭力)，進(jìn)而產(chǎn)生足夠的反扭力矩，以便省去傳統(tǒng)涵道螺旋槳飛行器的定子，即固定舵面，進(jìn)而為飛行器減重。

優(yōu)選地，所述舵機(jī)和舵面風(fēng)箱的數(shù)量均為四組，所述舵機(jī)均布在涵道的周向。通過(guò)四組舵面風(fēng)箱的舵面偏轉(zhuǎn)角度控制飛行器俯仰、翻滾、偏航姿態(tài)率和姿態(tài)。

優(yōu)選地，所述涵道的頂部向外彎曲呈翼型。翼型涵道是為了在涵道頂部形成負(fù)壓區(qū)域，使得涵道也能產(chǎn)生升力，提高整體的氣動(dòng)效率。

優(yōu)選地，所述任務(wù)艙內(nèi)設(shè)置飛行控制裝置、電子調(diào)速器和電池。飛行控制裝置主要有陀螺儀、加速度計(jì)、磁通計(jì)、氣壓高度計(jì)、GPS模塊、控制電路等組成，主要的功能就是自動(dòng)保持飛行器的正常飛行姿態(tài)。電子調(diào)速器是飛行器的主要部件之一，工作原理是連接電池與接收機(jī)和電機(jī)，主要有兩個(gè)作用，一是將電池降壓到5V，適合飛行控制裝置和舵機(jī)的工作電壓；二是從飛行控制裝置獲得油門(mén)信號(hào)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變飛行器的姿態(tài)、速度、位置。電池為飛行器控制、遙測(cè)、執(zhí)行分系統(tǒng)供電。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的一種電動(dòng)單軸涵道螺旋槳飛行器由于采用了以上技術(shù)方案，具有結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、推力大、氣動(dòng)損耗小、控制效率高的優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于傳統(tǒng)的涵道螺旋槳飛行器布局，本發(fā)明可降低飛行器的質(zhì)量、減少氣動(dòng)損耗。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1示出本發(fā)明的一種電動(dòng)單軸涵道螺旋槳飛行器的俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出本發(fā)明的一種電動(dòng)單軸涵道螺旋槳飛行器的仰視方向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各標(biāo)記如下：1任務(wù)艙，2電機(jī)，3螺旋槳，4涵道，41任務(wù)艙固定架，5舵面風(fēng)箱，51風(fēng)箱固定架,6舵機(jī)，61舵機(jī)固定架。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說(shuō)明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1-圖2所示，一種電動(dòng)單軸涵道螺旋槳飛行器，包括任務(wù)艙1、電機(jī)2、螺旋槳3、涵道4、舵面風(fēng)箱5和舵機(jī)6，所述涵道4的上邊緣設(shè)有任務(wù)艙固定架41，所述任務(wù)艙1通過(guò)任務(wù)艙固定架41固定設(shè)置在涵道4的正上方，所述任務(wù)艙1的下部固定設(shè)置電機(jī)2，所述電機(jī)2的輸出端連接螺旋槳3，所述涵道4的下邊緣設(shè)有舵機(jī)固定架61，所述舵機(jī)6通過(guò)舵機(jī)固定架61固定設(shè)置在涵道4的下邊緣的下方，所述涵道4的下邊緣設(shè)有風(fēng)箱固定架51，所述風(fēng)箱固定架51的中心位于涵道4的正下方，所述舵面風(fēng)箱5的一端與舵機(jī)6連接，所述舵面風(fēng)箱5的另一端與風(fēng)箱固定架51的中心連接。

所述舵面風(fēng)箱5的舵面為非對(duì)稱(chēng)翼型。非對(duì)稱(chēng)翼型為上下兩條弧線非對(duì)稱(chēng)的翼型，采用非對(duì)稱(chēng)翼型，可以在相同的螺旋槳流場(chǎng)中獲得更大的升力(即反扭力)，進(jìn)而產(chǎn)生足夠的反扭力矩，以便省去傳統(tǒng)涵道螺旋槳飛行器的定子，即固定舵面，進(jìn)而為飛行器減重。

所述舵機(jī)6和舵面風(fēng)箱5的數(shù)量均為四組，四組舵機(jī)6和舵面風(fēng)箱5均布在涵道4的周向。舵面風(fēng)箱5的上邊緣與涵道4的下邊緣盡量靠近一些，使得飛行器高度減小、整體結(jié)構(gòu)變得緊湊。

所述涵道4的頂部向外彎曲呈翼型。翼型涵道是為了在涵道頂部形成負(fù)壓區(qū)域，使得涵道也能產(chǎn)生升力，提高整體的氣動(dòng)效率。

所述任務(wù)艙1內(nèi)設(shè)置飛行控制裝置、電子調(diào)速器和電池。飛行控制裝置主要有陀螺儀、加速度計(jì)、磁通計(jì)、氣壓高度計(jì)、GPS模塊、控制電路等組成，主要的功能就是自動(dòng)保持飛行器的正常飛行姿態(tài)。電子調(diào)速器是飛行器的主要部件之一，工作原理是連接電池與接收機(jī)和電機(jī)，主要有兩個(gè)作用，一是將電池降壓到5V，適合飛行控制裝置和舵機(jī)的工作電壓；二是從飛行控制裝置獲得油門(mén)信號(hào)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變飛行器的姿態(tài)、速度、位置。電池為飛行器控制、遙測(cè)、執(zhí)行分系統(tǒng)供電。

通過(guò)調(diào)整可偏轉(zhuǎn)舵面風(fēng)箱5的角度，可以控制飛行器的俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航的姿態(tài)和姿態(tài)率。實(shí)際舵面風(fēng)箱5的舵面尺寸需要依據(jù)實(shí)際氣動(dòng)力矩需求選擇。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。