可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器.pdf

《可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器.pdf（7页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911231016.2 (22)申请日 2019.12.04 (71)申请人 北京航空航天大学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 甘文彪向锦武张毅王红波 彭博 (51)Int.Cl. B64C 39/02(2006.01) B64C 3/40(2006.01) B64C 3/54(2006.01) B64C 5/14(2006.01) B64C 5/18(2006.01) (54)发明名称 一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞 行器 (57)摘要。

2、 本发明提供一种可长航时宽速域高机动巡 飞的无人飞行器。 该巡飞无人飞行器主要包括： 机身、 设置在所述机身两侧的一对可折叠的机翼 内翼段、 沿展向可伸缩的机翼外翼段， 设置在所 述机身尾部的一对可折叠上V型尾翼、 一对可折 叠腹鳍以及机身尾部的动力。 所述机身两侧的两 个可变体折叠机翼根据使用需求， 可在机翼自身 所在平面内转动， 实现折叠与变后掠翼功能； 所 述沿展向可伸缩的外翼段， 以辅助增大机翼展弦 比； 所述机身尾部的一对可折叠上V型尾翼和一 对可折叠腹鳍， 以增强机动性， 相对常规尾翼具 有低的阻力特性； 所述动力安装于机身后段， 可 选安装涡喷动力、 活塞动力、 涡喷/活塞双动力。

3、， 使巡飞无人飞行器高效稳定飞行。 折叠机翼在不 同速度下位置的变换， 以及沿展向可伸缩的外翼 段， 可折叠的上V型尾翼、 可折叠腹鳍、 机身尾部 动力， 共同提高了巡飞无人飞行器在不同速度环 境下的适应能力。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 110844071 A 2020.02.28 CN 110844071 A 1.一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器， 其特征在于， 包括： 设置在所述机身 两侧两个可折叠的机翼内翼段、 沿展向可伸缩的外翼段， 设置在所述机身尾部的可折叠上V 型尾翼和可折叠腹鳍， 可选安装涡喷动力、 活塞动力、 涡喷/活塞双动力的机身尾部。 2.根据权利。

4、要求1所述的一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器， 其特征在于： 不同的任务对应不同的飞行速度， 机身两侧的两个可折叠机翼可在自身所在平面内转动。 当高速高机动时， 机翼外段收缩入内段， 机翼向机身后部转动， 后掠角可选转动范围15 50 ； 当长航时巡飞时， 机翼向机身前后部转动， 此时可选后掠角为-10 15 。 3.根据权利要求1、 2所述的一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器， 其特征在 于： 所述沿展向可伸缩的外翼段， 根据不同的飞行速度对应地调整沿展向伸缩长度。 当低速 长航时巡飞时外翼段沿展向外伸以增加展长， 根据速度要求， 可完全或部分伸长， 最大外伸 量可增大全机展弦。

5、比7以上； 外翼段延伸后机翼最大展弦比不小于15； 当高速高机动巡飞 时， 外翼段沿展向内缩以减小展长， 根据速度要求， 可完全或部分收缩入内翼段。 4.根据权利要求1所述的一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器， 其特征在于： 所述机身尾部的可折叠上V型尾翼和可折叠腹鳍， 其中上V型尾翼展弦比不小于4， 可折叠腹 鳍展弦比小于3； 上V型尾翼翼根弦长小于机身平均直径； 发射之前上V型尾翼和腹鳍嵌于机 身中， 处于折叠状态； 发射后上V型尾翼沿根部转轴立起， 伸展为垂直状态， 随后沿机身周向 转动一定角度形成V型尾翼， 其外倾角可在045 范围内根据任务需要自由转动； 腹鳍在发 射后根据任务。

6、环境， 决定其是否进行伸展， 腹鳍外倾角范围为030 。 上V型尾翼和腹鳍可 沿其展开的逆路线进行折叠， 其中上V型尾翼后缘的气动舵面面积不小于尾翼的25。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110844071 A 2 一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器 技术领域 0001 本发明实施例涉及飞行器技术， 尤其涉及一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人 飞行器。 背景技术 0002 巡飞无人飞行器是一种能在目标区进行巡逻飞行， 可执行侦察、 打击、 通信、 中继 等多种任务的新概飞行器。 目前， 为满足其执行综合性任务的性能， 并考虑外部环境的多变 性， 巡飞无人飞行器应具有高机动、 快速到达。

7、打击、 长航时等特性。 常规巡飞无人飞行器往 往只能满足所述性能其中之一， 而无法同时兼顾高、 低速性能要求。 其飞行任务通常有一定 的局限性， 无法随外界复杂多变的环境调整出合理的姿态， 难以最大程度发挥优势所在。 在 实际使用中， 针对不同速度需求以及任务类型， 具有变体机构的巡飞无人飞行器， 可增加其 使用中的灵活性。 0003 通常， 对于高速高机动的飞行任务， 常规巡飞无人飞行器机翼后掠， 采用小展弦比 机翼降低波阻； 对于低速长航时的飞行任务， 常规巡飞无人飞行器采用大展弦比机翼提高 升力。 而具有变体机构的新概念巡飞无人飞行器， 其根据对速度需求的需要， 可主动或半主 动地实现在。

8、高速高机动时机翼向机身后部转动， 同时外翼段沿展向内缩； 在低速长航时机 翼向机身前部转动， 外翼段沿展向外伸， 同时调整各机翼上的气动舵面， 控制动力装置， 提 升气动效率， 实现了长航时的设计目标； 在满足高速高机动飞行的同时， 又能实现低速亚音 速长时间巡飞， 大大扩展巡飞无人飞行器速域范围。 发明内容 0004 本发明提供一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器， 能够根据任务的不 同， 机身两侧的两个可变体折叠机翼可在机翼所在平面内转动从而改变后掠角， 同时， 伸缩 外翼和机身尾部的可折叠上V型尾翼和可折叠腹鳍， 提高巡飞无人飞行器对任务的适应能 力和执行能力。 0005 本发明提供。

9、一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器， 包括： 0006 机身、 设置在所述机身两侧两个可折叠的内翼段， 设置在所述内翼段并沿展向可 伸缩的外翼段， 设置在所述机身尾部的可折叠上V型尾翼和可折叠腹鳍， 以及可选安装涡喷 动力、 活塞动力、 涡喷/活塞双动力的机身尾部。 0007 所述机身两侧两个可折叠的内翼段， 沿所述机身的纵向对称地设置于机身前半部 的两侧。 0008 所述沿展向可伸缩的外翼段， 对称地设置于内翼段的外侧。 0009 所述可折叠机翼的内翼段设置一对一体襟副翼， 外翼段设置一对副翼。 0010 可选地， 所述巡飞无人飞行器尾部分为上下两层动力舱， 双动力安装时采取涡喷 在上。

10、， 活塞在下的安装方式； 单动力安装时可选装上层涡喷动力或下层活塞动力。 安装任一 动力方式应满足推力轴线与全机质心间距小于机身高度5的要求。 说明书 1/3 页 3 CN 110844071 A 3 0011 可选地， 所述可变体折叠机翼翼型为兼顾低速特性的特殊超临界翼型。 0012 可选地， 所述可变体折叠机翼相对机身安装位置为上单翼或中单翼。 0013 可选地， 所述可折叠上V型尾翼和可折叠腹鳍翼型为NACA0012或者其他系列对称 翼型。 附图说明 0014 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。 应当理解，。

11、 下面描述中的附图是本发明的 一些实施例， 用来提供对本发明的进一步理解而并不构成对本发明的限制。 0015 图1为本发明实施例提供的一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器在低速 长航时巡飞状态下飞行姿态示意图； 0016 图2为本发明实施例提供的一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器在变速 域长航时巡飞状态下飞行姿态示意图； 0017 图3为本发明实施例提供的一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器在变速 域快速抵达状态下飞行姿态示意图； 0018 图4为本发明实施例提供的一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器在高速 高机动状态下飞行姿态示意图； 0019 附图标记说明： 0020 1。

12、： 机身； 2： 可折叠内翼段； 3： 可伸缩外翼段； 4： 外翼段一对副翼； 5： 内翼段一对一 体襟副翼； 6： 上V型尾翼； 7： 动力装置； 8： 上V型尾翼气动舵面； 9： 腹鳍； 具体实施方式 0021 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施例 中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述。 应当理解， 此处所描述的 具体实施方式仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明保护内容。 0022 本实施例提供的可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器主要包括： 机身1， 可折 叠机翼内翼段2， 沿展向可伸缩的外翼段3， 外翼段一对副翼4， 内。

13、翼段一对一体襟副翼5， 上V 型尾翼6， 动力装置7， 上V型尾翼气动舵面8， 腹鳍9。 0023 为便于变体可折叠机翼折叠收放， 机翼内翼段长度大于机身长度的70， 初始状 态下内翼折叠紧贴于机身1表面， 发射后机翼2由系统操纵绕其根部转轴， 于其所在平面内， 向机身前部转动， 系统根据传感器控制根部转轴转角， 以调整内翼段在不同速度下的位置； 若系统接到回收指令， 则系统操纵根部转轴使机翼转动为初始状态。 0024 沿展向可伸缩的外翼段3展长不小于内翼段展长的80； 初始状态下， 其嵌于内翼 段中， 由控制机构根据执行任务类型操纵外翼段的伸展长度； 若系统接到回收指令， 同样地 由控制机构。

14、操纵外翼段的收缩， 使其缩入内翼段回到初始状态。 0025 可折叠上V型尾翼6和可折叠腹鳍9， 初始状态下， 尾翼和腹鳍均嵌于机身内， 上V型 尾翼所在平面与机身纵向对称面平行， 腹鳍与机身纵向对称面夹角可设置为030 ； 发射 后由电力驱动上V型尾翼和腹鳍根部转轴， 使得上V型尾翼、 腹鳍于初始所在平面内转动一 定角度直到立起变为垂直状态， 其后上V型尾翼和腹鳍继续由驱动机构沿机身周向转动一 说明书 2/3 页 4 CN 110844071 A 4 定角度形成一定外倾角； 若系统接到回收指令， 则系统操纵驱动机构使尾翼和腹鳍沿其展 开的逆路线进行折叠； 0026 可选地， 机身的横截面采用圆。

15、形， 这使得在相同机身体积下， 圆形横截面机身具有 最小的表面积， 进而使机身的摩擦阻力最小。 0027 可选地， 机身尾部设计为可组合安装涡喷/活塞单双动力形式的两层动力舱。 上下 舱之间隔板选用陶瓷基复合材料承受高温。 0028 可选地， 机身材料可采用合金和碳纤维复合材料。 其中， 机身外框主要由合金组成 以增强机身承载能力， 其他部位主要由复合材料组成以有效降低全机重量。 本实施例并不 对所述机身材料选择进行限定。 0029 可选地， 可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器其发射阶段可采用弹射发射或 发射箱发射方式， 也可以机载投放， 近距离侦察或攻击任务时由单兵发射。 本实施例并不对 。

16、所述巡飞无人飞行器的发射方式进行限定。 0030 本发明实施例提供的一种可长航时宽速域高机动巡飞的无人飞行器配备的可折 叠内翼段， 可沿展向伸缩的外翼段以及机身尾部的可折叠上V型尾翼、 可折叠腹鳍和动力装 置。 根据任务的不同， 可折叠主翼的展开后与机身轴线的夹角不同， 伸缩外翼伸长值也有所 不同。 当巡飞无人飞行器做低速长航时巡飞时， 如图1、 图2所示， 机身主翼向机身前部转动 形成长直机翼， 同时伸缩外翼展项向外扩展增大展弦比， 从而提高了机翼的升力和全机的 升阻比。 当巡飞无人飞行器做高速机动时， 如图3、 图4所示， 机身主翼向机身后部转动形成 后掠， 同时伸缩外翼沿展项向内收缩减小。

17、展弦比， 以降低波阻， 从而提升临界速度， 最终保 证巡飞无人飞行器的高效飞行。 以上变体可折叠机翼随飞行速度不同在其所在平面内转 动， 可以有效提高巡飞无人飞行器对不同任务类型的适应能力， 在复杂多变的环境下拥有 更加出色的表现。 0031 最后应说明的是： 以上各实施例仅为对本发明技术方案的说明， 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， 对于本领域的技术人员而言， 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。 说明书 3/3 页 5 CN 110844071 A 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 110844071 A 6 图3 图4 说明书附图 2/2 页 7 CN 110844071 A 7 。