前掠鸭式飞翼气动布局无人机的制作方法

[0001]
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种前掠鸭式飞翼气动布局无人机。


背景技术：

[0002]
目前固定翼飞行器有常规布局、无尾布局、三翼面布局等，其主要通过飞行器与空气产生相对运动，利用机翼上下表面的气压差产生升力使飞行器进行飞行，具有载重能力大、飞行速度快等优势，但仍存在低速性能差、起降性能差、机动性能不足的缺陷亟待改善。


技术实现要素：

[0003]
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种前掠鸭式飞翼气动布局无人机，以改善相关技术中固定翼无人机存在的低速性能差、起降性能差、机动性能不足的缺陷。
[0004]
一种前掠鸭式飞翼气动布局无人机，包括机身以及与机身连接的主机翼、边条翼、全动鸭翼及全动垂直尾翼，所述全动鸭翼和全动垂直尾翼设于机身的前端，主机翼和边条翼设于机身后端，所述主机翼为飞翼构型，与机身为一体成型连接。
[0005]
优选地，所述机身长度为650-750mm。
[0006]
优选地，所述主机翼的翼展为1500-1600mm，翼面积为3700-4000cm2。
[0007]
优选地，所述主机翼的翼型为c72、raf 32dom、naca 6412或naca0012。
[0008]
优选地，所述主机翼的平均气动弦长为279.85mm，展弦比为6.01，前缘后掠角为-27.5
°
，展向相对厚度排布为22％、17％、14％、10％。
[0009]
优选地，所述全动鸭翼的翼展为440-540mm，翼面积为660-860cm2。
[0010]
优选地，所述全动鸭翼的后掠角为4.42
°
，上反角为7
°
。
[0011]
本发明的有益效果体现在：
[0012]
本发明通过将飞翼气动布局、鸭式气动布局以及前掠翼气动布局进行融合，使固定翼飞行器的飞行性能得到较好的改善，解决了前掠翼气动发散与结构质量的矛盾，解决了飞翼布局最大升力系数c
lmax
过小与俯仰操纵性差的问题，解决了鸭式布局结构复杂的问题，并在其机动性能、载重能力、低速性能等方面均有着重大改善，其有效载荷相较于常规气动布局固定翼无人机的升力将提高20％，起降距离缩短35％，最大飞行速度提高5％，最小飞行速度降低30％。
附图说明
[0013]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0014]
图1为本发明实施例提供的前掠鸭式飞翼气动布局无人机的结构示意图；
[0015]
图2为图1所示的前掠鸭式飞翼气动布局无人机的俯视图；
[0016]
图3为图1所示的前掠鸭式飞翼气动布局无人机的主视图。
[0017]
附图中，1-主机翼，2-边条翼，3-全动鸭翼，4-全动垂直尾翼，5-机身。
具体实施方式
[0018]
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0019]
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0020]
一种前掠鸭式飞翼气动布局无人机，如图1至图3所示，包括机身5以及与机身5连接的主机翼1、边条翼2、全动鸭翼3及全动垂直尾翼4，全动鸭翼3和全动垂直尾翼4设于机身5的前端，主机翼1和边条翼2设于机身5后端，所述主机翼1为飞翼构型，与机身5为一体成型连接。
[0021]
在本实施例中，机身5长度为650-750mm，优选为650mm；主机翼1的翼展为1500-1600mm，优选为1500mm，翼面积为3700-4000cm2，优选为3745cm2；主机翼1的翼型可以是c72、raf 32dom、naca 6412或naca0012等优化翼型；主机翼1的平均气动弦长为279.85mm，展弦比为6.01，前缘后掠角为-27.5
°
，展向相对厚度排布为22％、17％、14％、10％；全动鸭翼3的翼展为440-540mm，优选为440mm，翼面积为660-860cm2，优选为660cm2；全动鸭翼3的后掠角为4.42
°
，上反角为7
°
。
[0022]
本实施例提供的前掠鸭式飞翼气动布局无人机的最小飞行速度优选为6m/s，巡航速度优选为15m/s，其最大起飞重量优选为6kg，有效载荷优选为4.5kg，转场半径优选为10km，最小转弯半径优选为0.75m。
[0023]
本实施例的工作原理：气流从正前方吹过时，首先通过全动鸭翼3与全动垂直尾翼4，再流经边条翼2与主机翼1。在此过程中，全动垂直尾翼4起到稳定无人机航向的作用，同时对来向气流进行整流，使来向气流流经主机翼1与边条翼2时无展向流动，全动鸭翼3的作用是改善整机在俯仰操纵时的可控范围，同时在气流流经全动鸭翼3的翼尖处产生脱体涡流，可减小主机翼1上表面的压力差以及增加主机翼1上表面附面层的能量，以提高整机的升力，改善载荷问题。同时另一部分流过边条翼2的气流也会产生脱体涡流，并在主机翼1内侧与翼尖涡流、鸭翼所产生的脱体涡流汇聚，同时对主机翼1进行作用，增加主机翼1内侧部位附面层能量，起到延缓内侧气体分离程度，增大飞行器失速迎角的作用。主机翼1整体为飞翼构型设计，利用翼身融合技术，使整机阻力得到有效的降低，同时机身5与主机翼1的一体化设计，在保证强度的同时，使其质量有所下降，从而解决了前掠翼的气动发散与结构质量的矛盾问题。
[0024]
本实施例通过将飞翼气动布局、鸭式气动布局以及前掠翼气动布局进行融合，使固定翼飞行器的飞行性能得到较好的改善。主机翼1采用飞翼构型，能够降低结构质量，增加有效升力面积，降低浸入面积。在主机翼1前添加全动鸭翼3，使无人机的俯仰操控范围得以扩宽，同时提高飞翼的最大升力系数，解决了前掠翼气动发散与结构质量的矛盾，解决了飞翼布局最大升力系数c
lmax
过小与俯仰操纵性差的问题，解决了鸭式布局结构复杂的问题，并在其机动性能、载重能力、低速性能等方面均有着重大改善，其有效载荷相较于常规气动布局固定翼无人机的升力将提高20％，起降距离缩短35％，最大飞行速度提高5％，最
小飞行速度降低30％。
[0025]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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