可变机体结构前掠翼无人机

本发明涉及无人机领域，特别是一种可变机体结构前掠翼无人机。

背景技术：

1、随着我国海上军事实力迅速提升，无人机上舰需求日益提升。当前造成固定翼无人机_上舰困难的主要问题集中于无人机全域作战能力差与无人机搭载数量两个方面。

2、第一个方面是当前固定翼无人机的研发倾向于特化设计,即更多针对某特定任务目标进行气动结构设计，难以平衡亚声速飞行高机动性与超声速飞行绝对性能之间的取舍。

3、第二个方面则是与有人机作战编队相比，无人机作战编队往往拥有更大的数量规模，受限于航母与舰艇甲板大小，如何在有限空间内停放更多数量是无人机上舰必须面对且需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可变机体结构前掠翼无人机，解决现有无人机难以平衡亚声速飞行高机动性与超声速飞行绝对性能的问题，同时解决如何在有限空间内停放更多数量是无人机的问题。

2、为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种可变机体结构前掠翼无人机，包括飞行器本体，所述飞行器本体采用鸭式前掠翼布局，所述鸭式前掠翼布局为飞行器本体机身两侧的前部设有全动鸭翼，所述飞行器本体机身两侧的后部设有可折叠的前掠翼机翼，所述可折叠的前掠翼机翼包括内侧机翼和外侧机翼，所述内侧机翼和外侧机翼之间通过机械式折叠机构相连，所述外侧机翼向内折叠的角度可达180°，所述全动鸭翼和可折叠的前掠翼机翼之间还设有边条翼，所述飞行器本体机身后部顶面的两侧还设有可折叠的全动垂尾。

4、本方案中使用了可变形机体结构，主要通过可折叠的前掠翼机翼提升了无人机跨声速飞行速度范围内的气动性能，除此之外本方案中的不仅采用了可折叠的前掠翼机翼，还采用了可折叠的全动垂尾设计，因此在舰停放或收纳时通过翼面折叠可最大程度降低无人机的翼展与机身高度，提升无人机上舰数量规模。

5、在亚声速速度范围内，前掠翼气动设计可增大飞行失速迎角，提升无人机高机动作战飞行能力；在跨声速飞行或超声速飞行时，可180°折叠前掠翼，缩减机翼面积可进一步减少气动阻力，同时规避前掠翼高速飞行时因气动弹性产生的弯扭发散问题，降低前掠翼结构强度要求；全动鸭翼调整至负迎角，恢复因机翼折叠带来的整机升力中心偏移，保持飞行器俯仰稳定。

6、通过绕轴倾转的方式折叠机翼和尾翼，相比常规平面内变形机翼结构，倾转机构简单可靠，可变角度更大；在完全折叠状态下，无人机的翼展尺寸与机身高度均显著减小，有效提升甲板停放与舰艇舱内停放的无人机总数量。

7、作为本发明的进一步优选，所述飞行器本体机身的后端无水平尾翼，所述可折叠的前掠翼机翼的副翼舵面替代水平尾翼作用。

8、作为本发明的进一步优选，所述飞行器本体的动力系统采用升力风扇+矢量推力燃气涡轮动机。

9、作为本发明的进一步优选，所述行器本体的前掠角为20°。

10、作为本发明的进一步优选，所述全动鸭翼可在10°至-20°的范围内调整，单侧全动鸭翼的面积为1.81m2。

11、作为本发明的进一步优选，两侧的可折叠的前掠翼机翼构成m型前掠翼，单侧可折叠的前掠翼机翼面积为18.672m2。

12、作为本发明的进一步优选，所述机械式折叠机构处于可折叠的前掠翼机翼翼尖的三分之一处。

13、作为本发明的进一步优选，所述可折叠的全动垂尾单边的面积为3.172m2，所述可折叠的全动垂尾为v型垂尾。

14、上述方案的无人机有以下几种工作模式：

15、常规飞行模式:前掠机翼与v型垂尾保持正常位置，仅使用机翼外侧低速副翼。

16、跨声速或超声速飞行模式:前掠翼180°倾转折叠，仅使用机翼内侧高速副翼，鸭翼调整至负迎角。

17、短距起飞或垂直降落模式:启用升力风扇，同时调整发动机矢量推力。

18、停放状态:前掠机翼与v型垂尾双倾转折叠于机翼上表面。

19、与现有技术相比，本发明至少能达到以下有益效果中的一项：

20、1、提升跨声速飞行无人机在全速度范围的气动性能；近距耦合的鸭式前掠翼的气动布局能够提升大迎角飞行时的升力系数与机动性，并改善无人机的起降性能。

21、2、在亚声速速度范围内，前掠翼气动设计可增大飞行失速迎角，提升无人机高机动作战飞行能力。

22、3、在跨声速飞行或超声速飞行时，可180°折叠前掠翼，缩减机翼面积可进一步减少气动阻力，同时规避前掠翼高速飞行时因气动弹性产生的弯扭发散问题，降低前掠翼结构强度要求。全动鸭翼调整至负迎角，恢复因机翼折叠带来的整机升力中心偏移，保持飞行器俯仰稳定。

23、4、通过绕轴倾转的方式折叠机翼和尾翼，相比常规平面内变形机翼结构，倾转机构简单可靠，可变角度更大；在完全折叠状态下，无人机的翼展尺寸与机身高度均显著减小，有效提升甲板停放与舰艇舱内停放的无人机总数量。

24、

技术特征：

1.一种可变机体结构前掠翼无人机，包括飞行器本体，其特征在于：所述飞行器本体采用鸭式前掠翼布局，所述鸭式前掠翼布局为飞行器本体机身两侧的前部设有全动鸭翼，所述飞行器本体机身两侧的后部设有可折叠的前掠翼机翼，所述可折叠的前掠翼机翼包括内侧机翼和外侧机翼，所述内侧机翼和外侧机翼之间通过机械式折叠机构相连，所述外侧机翼向内折叠的角度可达180°，所述全动鸭翼和可折叠的前掠翼机翼之间还设有边条翼，所述飞行器本体机身后部顶面的两侧还设有可折叠的全动垂尾。

2.根据权利要求1所述的可变机体结构前掠翼无人机，其特征在于：所述飞行器本体机身的后端无水平尾翼，所述可折叠的前掠翼机翼的副翼舵面替代水平尾翼作用。

3.根据权利要求1所述的可变机体结构前掠翼无人机，其特征在于：所述飞行器本体的动力系统采用升力风扇+矢量推力燃气涡轮动机。

4.根据权利要求1所述的可变机体结构前掠翼无人机，其特征在于：所述行器本体的前掠角为20°。

5.根据权利要求1所述的可变机体结构前掠翼无人机，其特征在于：所述全动鸭翼可在10°至-20°的范围内调整，单侧全动鸭翼的面积为1.81m2。

6.根据权利要求1所述的可变机体结构前掠翼无人机，其特征在于：两侧的可折叠的前掠翼机翼构成m型前掠翼，单侧可折叠的前掠翼机翼面积为18.672m2。

7.根据权利要求1所述的可变机体结构前掠翼无人机，其特征在于：所述机械式折叠机构处于可折叠的前掠翼机翼翼尖的三分之一处。

8.根据权利要求1所述的可变机体结构前掠翼无人机，其特征在于：所述可折叠的全动垂尾单边的面积为3.172m2，所述可折叠的全动垂尾为v型垂尾。

技术总结本发明公开了一种可变机体结构前掠翼无人机，包括飞行器本体，所述飞行器本体采用鸭式前掠翼布局，所述鸭式前掠翼布局为飞行器本体机身两侧的前部设有全动鸭翼，所述飞行器本体机身两侧的后部设有可折叠的前掠翼机翼，所述可折叠的前掠翼机翼包括内侧机翼和外侧机翼，所述内侧机翼和外侧机翼之间通过机械式折叠机构相连，所述外侧机翼向内折叠的角度可达180°，所述全动鸭翼和可折叠的前掠翼机翼之间还设有边条翼，所述飞行器本体机身后部顶面的两侧还设有可折叠的全动垂尾。解决现有无人机难以平衡亚声速飞行高机动性与超声速飞行绝对性能的问题，同时解决如何在有限空间内停放更多数量是无人机的问题。技术研发人员：严向峰,李东林,王洵,刘骏豪,杨塘泉,赵鹏受保护的技术使用者：成都航空职业技术学院技术研发日：技术公布日：2024/4/17