一种双推力的高速复合式无人直升机

本发明涉及无人直升机，更具体的说，涉及一种双推力的高速共轴无人直升机。

背景技术：

1、近年来无人直升机技术得到飞速发展，从常规大小逐渐向微型、大型发展，从低速向高速发展，从复杂向模块化发展。对于高速无人直升机，世界范围内已采用了单旋翼+机侧双推力(如欧直公司高速直升机x3)、共轴双旋翼+尾部单推力(如美西科斯基公司高速直升机x2)等。

2、特别的，共轴双旋翼无人直升机相较于单旋翼无人直升机，不需要尾桨的设计，具有优良的载重性能，较好的稳定性。但是在高速飞行状态下，共轴双旋翼无人直升机的主旋翼需要一个较大的俯仰角来维持稳定前飞且需要承受更大的气动载荷，导致主旋翼消耗功率增加，影响飞行速度和品质。随着前飞速度的增大，前行侧旋翼和后行侧旋翼与气流的相对速度存在较大差异，增加了前行侧和后行侧不对称性，导致无人直升机的飞行阻力和全机振动水平显著提高，极大影响了无人直升机的飞行速度。

3、因此，现阶段高速无人直升机主要存在着升力不足旋翼无法卸载、操纵面不够高速控制不稳定的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种双推力的高速复合式无人直升机，以解决上述背景技术中提出的目前高速无人直升机主要存在着升力不足旋翼无法卸载、操纵面不够高速控制不稳定的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双推力的高速复合式无人直升机，包括主机身、共轴双旋翼系统、机翼尾翼系统以及双推力系统，所述共轴双旋翼系统、所述机翼尾翼系统通过主传动系统与所述主机身连接，所述双推力系统通过尾推传动系统与所述主机身相连；

3、所述共轴双旋翼系统通过改变上下旋翼桨距角从而使上下旋翼产生反扭矩差实现共轴双旋翼类直升机航向变化；

4、所述机翼尾翼系统包含机翼、垂直尾翼和水平尾翼，所述机翼安装在所述主机身前中部，在高速飞行状态下提供升力以及滚转力矩；所述垂直尾翼安装在所述主机身尾部，在高速飞行状态下提供偏航力矩；所述水平尾翼安装在所述主机身尾部，在高速飞行状态下提供俯仰力矩；

5、所述双推力系统包括呈对称式安装在所述主机身的尾部两侧的两台推进装置；所述双推力系统在无人直升机悬停状态下不工作，当无人直升机从低速过渡到高速飞行状态时，逐渐参与工作并提供推力。

6、作为一种优选的技术方案，主传动系统包括有包括第一联轴器，减速器，传动轴，第二联轴器，第三联轴器，第四联轴器，加速箱，第一轴支撑,第一尾传动轴,第二轴支撑，第三轴支撑,第二尾传动轴,第四轴支撑，第一联轴器和离合器相连,离合器连接发动机输出端；减速器输出轴通过第二联轴器与第一尾传动轴连接；第一尾传动轴一端通过第一轴支撑和第二轴支撑安装在主机身的机架上，另一端通过第三联轴器与第二尾传动轴连接；第二尾传动轴通过第三轴支撑和第四轴支撑安装在主机身的机架上；第二尾传动轴另一端通过第四联轴器与加速箱输入轴连接。

7、作为一种优选的技术方案，共轴双旋翼系统包括共轴的上主旋翼、下主旋翼、上旋翼轴、下旋翼轴、中心轴，其通过半差动操纵形式或全差动操纵形式来控制两副旋翼的总距来实现直升机的偏航。

8、作为一种优选的技术方案，尾推传动系统包括通过螺栓连接安装在主机身的机架尾部的加速箱和减速箱，加速箱输出轴通过联轴器与减速箱输入轴连接。

9、作为一种优选的技术方案，机翼包含机翼固定部分和机翼可动舵面，安装在所述主机身前中部，机翼在高速飞行状态下提供升力以及滚转力矩；所述垂直尾翼包含垂直尾翼固定部分和垂直尾翼可动舵面，安装在所述主机身尾部，所述垂直尾翼在高速飞行状态下提供偏航力矩；所述水平尾翼包含水平尾翼固定部分和水平尾翼可动舵面，安装在主机身尾部，所述水平尾翼在高速飞行状态下提供俯仰力矩。

10、作为一种优选的技术方案，双推力系统为涵道推力装置、空气喷气发动机,涡轮增压发动机或者涡轴发动机推进系统。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、(1)在高速飞行阶段，共轴双旋翼系统的转速将会降低，旋翼的拉力得到卸载；机翼尾翼系统逐步提供升力为旋翼拉力卸载，同时高速状态下共轴双旋翼系统的飞行控制效果降低，机翼尾翼系统中的机翼可动舵面、垂直尾翼可动舵面以及水平尾翼可动舵面将会为无人直升机提供三个方向上的操纵力矩，缓解共轴双旋翼系统的操纵压力。

13、(2)对称式安装在所述主机身的尾部两侧的双推力系统，在无人直升机从低速过渡到高速飞行状态时，逐渐参与工作，提供推力逐步提升推力，同时可通过调节各自的转速为无人直升机提供偏航扭矩，补偿无人直升机的航向操纵，解决操纵面不够高速控制不稳定的问题。

技术特征：

1.一种双推力的高速复合式无人直升机，其特征在于，包括主机身(1)、共轴双旋翼系统(2)、机翼尾翼系统(3)以及双推力系统(4)，所述共轴双旋翼系统(2)、所述机翼尾翼系统(3)通过主传动系统与所述主机身(1)连接，所述双推力系统(4)通过尾推传动系统与所述主机身(1)相连；

2.根据权利要求1所述的一种双推力的高速复合式无人直升机，其特征在于，所述主传动系统包括有包括第一联轴器(5)，减速器(6)，传动轴(7)，第二联轴器(8)，第三联轴器(9)，第四联轴器(10)，加速箱(11)，第一轴支撑(13),第一尾传动轴(14),第二轴支撑(15)，第三轴支撑(16),第二尾传动轴(17),第四轴支撑(18)，第一联轴器(5)和离合器相连,离合器连接发动机输出端；所述减速器(6)输出轴通过第二联轴器(8)与第一尾传动轴(14)连接；所述第一尾传动轴(14)一端通过第一轴支撑(13)和第二轴支撑(15)安装在主机身的机架(1)上，另一端通过第三联轴器(9)与第二尾传动轴(17)连接；所述第二尾传动轴(17)通过第三轴支撑(16)和第四轴支撑(18)安装在主机身(1)的机架上；所述第二尾传动轴(17)另一端通过第四联轴器(10)与加速箱(11)输入轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种双推力的高速复合式无人直升机，其特征在于，所述共轴双旋翼系统包括共轴的上主旋翼、下主旋翼、上旋翼轴、下旋翼轴、中心轴，其通过半差动操纵形式或全差动操纵形式来控制两副旋翼的总距来实现直升机的偏航。

4.根据权利要求1所述的一种双推力的高速复合式无人直升机，其特征在于，所述尾推传动系统包括通过螺栓连接安装在机身架尾部的加速箱(11)和减速箱(12)，所述加速箱(11)输出轴通过联轴器与减速箱(12)输入轴连接。

5.根据权利要求3所述的一种双推力的高速复合式无人直升机，其特征在于，所述机翼(31)包含机翼固定部分(311)和机翼可动舵面(312)，安装在所述主机身前中部，所述机翼(31)在高速飞行状态下提供升力以及滚转力矩；所述垂直尾翼(32)包含垂直尾翼固定部分(321)和垂直尾翼可动舵面(322)，安装在所述主机身(1)尾部，所述垂直尾翼(32)在高速飞行状态下提供偏航力矩；所述水平尾翼(33)包含水平尾翼固定部分(331)和水平尾翼可动舵面(332)，安装在所述主机身(1)尾部，所述水平尾翼(33)在高速飞行状态下提供俯仰力矩。

6.根据权利要求1所述的一种双推力的高速复合式无人直升机，其特征在于，所述双推力系统为涵道推力装置、空气喷气发动机,涡轮增压发动机或者涡轴发动机推进系统。

技术总结本发明公开了一种双推力的高速复合式无人直升机，包括主机身、共轴双旋翼系统、机翼尾翼系统以及双推力系统，共轴双旋翼系统、机翼尾翼系统通过主传动系统与主机身连接，双推力系统通过尾推传动系统与主机身相连；增加了机翼、尾翼以及双推力，通过机翼和尾翼提升了无人直升机升力以及增加了操纵舵面，通过双推力提高了无人直升机前飞速度，解决了现阶段高速无人直升机存在着升力不足旋翼无法卸载、操纵面不够高速控制不稳定的问题。技术研发人员：徐安安,王放,陈铭受保护的技术使用者：北京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5