一种SVTOL电推进倾转旋翼水上无人机及其飞行策略的制作方法

一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机及其飞行策略
技术领域
1.本发明属于属于水上无人机技术领域，一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机及其飞行策略。


背景技术：

2.近年来，无人装备、垂直起降技术迅猛发展，相较于陆型无人机以及水上无人舰艇，水上无人机种类和发展较为缓慢。可用于水上的无人机为陆上起降无人机、舰载起降无人机、水上起降无人机、水下潜射无人机，每种都有各自的应用特点，水上起降无人机其突出的特点就是能够水面起降。现有的水上无人机多为双浮筒式，结构不紧凑，不是垂直起降水上无人机的优选构型。
3.svtol飞行器为短距/垂直起降飞行器，垂直起降解决特殊场地的起降问题，短距起降解决垂直起降功率需求大的问题，两种起降方式集于一体，既能实现短距滑跑起降又能够实现垂直起降。在垂直起降飞行器中多旋翼飞行器航程短、速度小；复合翼飞行器垂直起降的推进系统在巡航阶段是废重；倾转旋翼/倾转翼飞行器在过渡阶段气动干扰复杂。


技术实现要素：

4.本发明针对可水上起降无人机发展缓慢等问题，将svtol飞行器技术与水上飞行器相结合，发明一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机，具备水上短距起降、水上垂直起降、艇载垂直起降功能，适用于多种场景。并针对倾转旋翼在过渡阶段气动干扰复杂，提出一种飞行策略。
5.技术方案
6.一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机，包括机身1、机翼2、尾翼3、电机螺旋桨、浮筒4；所述机身1下部采用断阶式船底设计。所述电机螺旋桨包括机翼可倾转螺旋桨5、机翼不可倾转螺旋桨6、尾翼可倾转螺旋桨7，左右所述机翼2前方各布置一个机翼可倾转螺旋桨5；左右所述机翼后方个布置一个机翼不可倾转螺旋桨6；所述尾翼上左右各布置一个尾翼可倾转螺旋桨7，所述尾翼3的尾翼可倾转螺旋桨7起到力矩的配平补充辅助作用，所述浮筒4分别置于机翼两侧。
7.进一步的，所述机翼不可倾转螺旋桨6、尾翼可倾转螺旋桨7均为两叶桨。
8.进一步的，所述机翼可倾转螺旋桨5为两叶或多叶桨。
9.进一步的，还包括起落架，所述起落架采用三点式布局，用于方面在陆上滑跑起飞和移动。
10.进一步的，所述尾翼3的尾翼可倾转螺旋桨7其功率低于机翼上电机功率。
11.进一步的，所述浮筒在机翼3上称对称分布。
12.一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机飞行策略，
13.该无人机可以水上滑水短距起降，水上垂直起降，陆上/舰上滑跑短距起降，陆上/舰上垂直起降。
14.滑跑/水起降时，机翼不可倾转螺旋桨6不工作，机翼可倾转螺旋桨5、尾翼可倾转螺旋桨7处于水平位置，提供向前拉力。
15.垂直起降时，所有机翼不可倾转螺旋桨6、机翼可倾转螺旋桨5、尾翼可倾转螺旋桨7工作，机翼可倾转螺旋桨5、尾翼可倾转螺旋桨7处于竖直位置，提供向上拉力。
16.巡航时仅机翼3前段的机翼可倾转螺旋桨5工作，机翼不可倾转螺旋桨6、尾翼可倾转螺旋桨7不工作处于气动有利位置固定。
17.垂直起飞过渡段，尾翼可倾转螺旋桨7低转速或者无转速倾转到水平位置后增加转速，水平方向速度增大，在此期间可调节机翼上螺旋桨转速或者倾转机翼螺旋桨进行力与力矩的配平，在飞行速度逐步增加机翼螺旋桨转速逐渐减小，机翼可倾转螺旋桨逐步倾转到水平位置。当飞行速度达到最小平飞速度后机翼不可倾转螺旋桨不工作，完成过渡段。
18.垂直降落过渡段，尾翼螺旋桨无转速倾转到垂直位置后增加尾翼螺旋桨转速提供升力，机翼不可倾转螺旋桨转速增加，机翼可倾转螺旋桨由水平位置逐步倾转到垂直位置，进入多旋翼飞行模式。
19.技术效果
20.该无人机能够水上滑水短距起降，水上垂直起降，陆上/舰上滑跑短距起降，陆上/舰上垂直起降，多种起降方式，可以根据环境和任务搭配有利起降方式，满足不同环境不同任务的需求。
附图说明
21.图1是本发明的一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机正视图；
22.图2是本发明的一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机俯视图；
23.图3是本发明的一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机侧视图；
24.其中1机身，2机翼，3尾翼，4浮筒，5机翼可倾转螺旋桨，6机翼不可倾转螺旋桨，7尾翼可倾转螺旋桨。
具体实施方式
25.下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下所述仅为本发明一部分实施例，非全部实施例。基于本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机，包括机身、机翼、尾翼、电机、螺旋桨、起落架、倾转旋翼机构、浮筒。
27.所述机身下部采用断阶式船底设计，其作用是可用于水上滑跑起飞。
28.所述电机螺旋桨共有6套，左右机翼前方各布置一个可倾转的螺旋桨(两叶或多叶)；左右机翼后方个布置一个不可倾转的两叶桨；所述尾翼上左右各布置一个可倾转的螺旋桨，为两叶桨。所述尾翼电机螺旋桨起力和力矩的配平补充辅助作用，其功率低于机翼上电机功率。
29.所述起落架采用三点式布局，用于方面在陆上滑跑起飞和移动。
30.一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机飞行策略。
31.该无人机可以水上滑水短距起降，水上垂直起降，陆上/舰上滑跑短距起降，陆上/
舰上垂直起降。
32.滑跑/水起降时，不可倾转螺旋桨不工作，可倾转螺旋桨处于水平位置，提供向前拉力。
33.垂直起降时，所有螺旋桨工作，可倾转螺旋桨处于竖直位置，提供向上拉力。
34.巡航时仅机翼前段的可倾转螺旋桨工作，其他螺旋桨不工作处于气动有利位置固定。
35.垂直起飞过渡段，尾翼螺旋桨低转速或者无转速倾转到水平位置后增加转速，水平方向速度增大，在此期间可调节机翼上螺旋桨转速或者倾转机翼螺旋桨进行力与力矩的配平，在飞行速度逐步增加机翼螺旋桨转速逐渐减小，机翼可倾转螺旋桨逐步倾转到水平位置。当飞行速度达到最小平飞速度后机翼不可倾转螺旋桨不工作，完成过渡段。
36.垂直降落过渡段，尾翼螺旋桨无转速倾转到垂直位置后增加尾翼螺旋桨转速提供升力，机翼不可倾转螺旋桨转速增加，机翼可倾转螺旋桨由水平位置逐步倾转到垂直位置，进入多旋翼飞行模式。
37.本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机，其特征在于，包括机身(1)、机翼(2)、尾翼(3)、电机螺旋桨、浮筒(4)；所述机身(1)下部采用断阶式船底设计；所述电机螺旋桨包括机翼可倾转螺旋桨(5)、机翼不可倾转螺旋桨(6)、尾翼可倾转螺旋桨(7)，左右所述机翼(2)前方各布置一个机翼可倾转螺旋桨(5)；左右所述机翼后方个布置一个机翼不可倾转螺旋桨(6)；所述尾翼上左右各布置一个尾翼可倾转螺旋桨(7)，所述尾翼(3)的尾翼可倾转螺旋桨(7)起到力矩的配平补充辅助作用，所述浮筒(4)分别置于机翼两侧。2.根据权利要求1所述的一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机，其特征在于，所述机翼不可倾转螺旋桨(6)、尾翼可倾转螺旋桨(7)均为两叶桨。3.根据权利要求1所述的一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机，其特征在于，所述机翼可倾转螺旋桨(5)为两叶或多叶桨。4.根据权利要求1所述的一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机，其特征在于，还包括起落架，所述起落架采用三点式布局，用于方面在陆上滑跑起飞和移动。5.根据权利要求1所述的一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机，其特征在于，所述尾翼(3)的尾翼可倾转螺旋桨(7)其功率低于机翼上电机功率。6.根据权利要求1所述的一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机，其特征在于，所述浮筒在机翼3上称对称分布。7.一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机飞行策略，其特征在于，该无人机可以水上滑水短距起降，水上垂直起降，陆上/舰上滑跑短距起降，陆上/舰上垂直起降；滑跑/水起降时，机翼不可倾转螺旋桨(6)不工作，机翼可倾转螺旋桨(5)、尾翼可倾转螺旋桨(7)处于水平位置，提供向前拉力；垂直起降时，所有机翼不可倾转螺旋桨(6)、机翼可倾转螺旋桨(5)、尾翼可倾转螺旋桨(7)工作，机翼可倾转螺旋桨(5)、尾翼可倾转螺旋桨(7)处于竖直位置，提供向上拉力；垂直起飞过渡段，尾翼可倾转螺旋桨(7)低转速或者无转速倾转到水平位置后增加转速，水平方向速度增大，在此期间可调节机翼上螺旋桨转速或者倾转机翼螺旋桨进行力与力矩的配平，在飞行速度逐步增加机翼螺旋桨转速逐渐减小，机翼可倾转螺旋桨逐步倾转到水平位置；当飞行速度达到最小平飞速度后机翼不可倾转螺旋桨不工作，完成过渡段；垂直降落过渡段，尾翼螺旋桨无转速倾转到垂直位置后增加尾翼螺旋桨转速提供升力，机翼不可倾转螺旋桨转速增加，机翼可倾转螺旋桨由水平位置逐步倾转到垂直位置，进入多旋翼飞行模式。8.根据权利要求7所述的一种svtol电推进倾转旋翼水上无人机飞行策略，其特征在于，巡航时仅机翼3前段的机翼可倾转螺旋桨(5)工作，机翼不可倾转螺旋桨(6)、尾翼可倾转螺旋桨(7)不工作处于气动有利位置固定。

技术总结
本发明属于属于水上无人机技术领域，一种SVTOL电推进倾转旋翼水上无人机及其飞行策略。包括机身、机翼、尾翼、电机螺旋桨、浮筒；机身下部采用断阶式船底设计。所述电机螺旋桨包括机翼可倾转螺旋桨、机翼不可倾转螺旋桨、尾翼可倾转螺旋桨，左右所述机翼前方各布置一个机翼可倾转螺旋桨；左右所述机翼后方个布置一个机翼不可倾转螺旋桨；所述尾翼上左右各布置一个尾翼可倾转螺旋桨，所述尾翼的尾翼可倾转螺旋桨起到力矩的配平补充辅助作用，所述浮筒分别置于机翼两侧。该无人机能够水上滑水短距起降，水上垂直起降，陆上/舰上滑跑短距起降，陆上/舰上垂直起降，多种起降方式，可以根据环境和任务搭配有利起降方式，满足不同环境不同任务的需求。任务的需求。任务的需求。


技术研发人员：刘婷婷 刘思飏 金涛 王明振 唐彬彬 罗奔 席懿 高攀 徐健 颜星晗
受保护的技术使用者：中国特种飞行器研究所
技术研发日：2022.12.09
技术公布日：2023/4/17