无旋翼无人机的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，具体是一种无旋翼无人机。


背景技术：

2.目前市场上的民用抑或军用无人机，均采用固定翼、单旋翼、多旋翼、混合翼等翼式或喷气式设计。固定翼的缺点是受起降场地限制较大，需要较大跑道，弹射器起降只能采用下坡或伞降，同时需要固定航线飞行，无法悬停，安全性和灵活性相对较差，操作需要专业培训，上手难，推广难。旋翼式无人机操作相对简单、垂直起降、随时悬停，但飞机载重越大，旋翼越大，对旋翼的要求也就越高；需要舵机控制，调试复杂、成本高；带旋翼会导致一系列的安全性问题，如打桨、撞鸟等问题；还需考虑多旋翼无人机在不同桨叶之间会产生一些气动干扰等问题。


技术实现要素：

3.本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种无旋翼无人机，摒除了传统的旋翼式垂直起降动力模式，采用推重比高的发动机来实现垂直起降，更加侧重无人机的技术性能及民用、商用应用场景的处理能力。
4.本发明提供一种涡轮轴发动机驱动式无旋翼无人机，该无人机包含：涡轴发动机动力系统，涵道进气式压气机，防倒流特斯拉尾气导流管，气体混合室，环形喷射口，流速调节系统，飞控系统，机体主结构。
5.所述的涡轴发动机动力系统位于机体中央，进气口朝上，将动力输入涵道进气式压气机，将尾气排放进防倒流特斯拉尾气导流管。
6.所述的涵道进气式压气机，由涡轮轴发动机提供的动力将空气吸入，将气体吸入至气体混合室。
7.所述的防倒流特斯拉尾气导流管，采用特斯拉阀的原理，将涡轮轴发动机的高温尾气导流至气体混合室并且防止气体倒流。
8.所述的气体混合室，将高温尾气和空气混合在一起，起到降温作用并且增大了气体量。在气体充分混合后，将气体导流至环形喷射口。
9.所述的环形喷射口，用于均匀喷射压缩气体，并且提供升力。
10.所述的流速调节系统，采用电控阀门的方式来调节环形喷射口的出气量从而调整推力。
11.优选的，所述的涵道进气式压气机，采用涵道进气，增加了气流量，增加了动力。
12.优选的，所述的防倒流特斯拉尾气导流管采用耐高温材料导流尾气，并且对涡轴发动机产生的高温气体气体进行初步冷却。
13.优选的，所述的气体混合室采用螺旋内壁导流空气和尾气，使其充分混合，并且尾气能对空气进行加热，增加内部压力，使喷射而出的气体流速更快。
14.优选的，所述的环形喷射口使用气流倍增技术来增大气体通过量。
15.优选的，所述的环形喷射口可在竖直平面上进行90度旋转，以适应不同的飞行要求，并且与飞控系统配套进行姿态控制。
16.本发明有益效果在于：1、相比单旋翼无人机，操作更加简便，更易推广至民用领域；无旋翼设计更能适用于城市作业、高空救援等，在楼宇间穿梭作业更加安全、灵活，不受旋翼限制。
17.2、相比于多旋翼无人机，无需考虑桨叶间的气动影响、桨叶工作环境，能适应更复杂的作业场景；相比于电动式垂直起降无人机，不受电池体量影响，有望实现更大的体量，同时混合后的气体为非高温气体，更适用于救援作业。
18.3、该无人机有望在工业级无人机赛道上超越现有垂直起降无人机，实现全行业应用；如能达成与现有旋翼式垂直起降无人机的相同载重要求，将直接替代现有无人机，实现民用、商用领域无人机的全新变革。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.图1为整机俯视图；图2为内部动力系统示意图a-a。
21.图中，1-环形喷射口，2-涵道进气式压气机，3-涡轴发动机动力系统，4-流速调节系统，5-气体混合室，6-防倒流特斯拉尾气导流管。
具体实施方式
22.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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本发明提供一种涡轮轴发动机驱动式无旋翼无人机，该无人机包含：涡轴发动机动力系统3，涵道进气式压气机2，防倒流特斯拉尾气导流管6，气体混合室5，环形喷射口1，流速调节系统4，飞控系统，机体主结构。
24.所述的涡轴发动机动力系统位于机体中央，进气口朝上，将动力输入涵道进气式压气机，将尾气排放进防倒流特斯拉尾气导流管。
25.所述的涵道进气式压气机，由涡轮轴发动机提供的动力将空气吸入，将气体吸入至气体混合室。
26.所述的防倒流特斯拉尾气导流管，采用特斯拉阀的原理，将涡轮轴发动机的高温尾气导流至气体混合室并且防止气体倒流。
27.所述的气体混合室，将高温尾气和空气混合在一起，起到降温作用并且增大了气体量。在气体充分混合后，将气体导流至环形喷射口。
28.所述的环形喷射口，用于均匀喷射压缩气体，并且提供升力。
29.所述的流速调节系统，采用电控阀门的方式来调节环形喷射口的出气量从而调整推力。
30.优选的，所述的涵道进气式压气机，采用涵道进气，增加了气流量，增加了动力。
31.优选的，所述的防倒流特斯拉尾气导流管采用耐高温材料导流尾气，并且对涡轴发动机产生的高温气体气体进行初步冷却。
32.优选的，所述的气体混合室采用螺旋内壁导流空气和尾气，使其充分混合，并且尾气能对空气进行加热，增加内部压力，使喷射而出的气体流速更快。
33.优选的，所述的环形喷射口使用气流倍增技术来增大气体通过量。
34.优选的，所述的环形喷射口可在竖直平面上进行90度旋转，以适应不同的飞行要求，并且与飞控系统配套进行姿态控制。
35.如图2所示，本发明的工作方法是：启动时，涡轴发动机动力系统3正常启动，将动力通过连杆传动系统传递给涵道进气式压气机2，将尾气排放进防倒流特斯拉尾气导流管6，通过导流管输送进气体混合室5；涵道进气式压气机2获得动力后也将空气压缩进气体混合室5。在气体充分混合后，气体经过电控阀门4，从环形喷射口1中喷射而出，给整机提供升力。
36.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，以上所述仅是本发明的优选实施方式，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对于本技术领域的普通技术人员来说，可轻易想到的变化或替换，在不脱离本发明原理的前提下，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种无旋翼无人机，其特征在于：包括机身以及分布在机身两侧的喷射装置，所述机身内设置有动力系统、压气机和气体混合室；所述的动力系统位于机体中央，进气口朝上，将动力输入压气机；所述的压气机，通过动力系统提供的动力将气体吸入至气体混合室；所述的气体混合室将气体导流至喷射装置。2.根据权利要求1所述的无旋翼无人机，其特征在于：所述机身内设置有防倒流特斯拉尾气导流管，防倒流特斯拉尾气导流管将发动机的高温尾气导流至气体混合室，气体混合室，气体混合室将高温尾气和空气混合在一起后导流至喷射装置。3.根据权利要求1所述的无旋翼无人机，其特征在于：所述动力系统为涡轴发动机动力系统。4.根据权利要求1所述的无旋翼无人机，其特征在于：所述压气机为涵道进气式压气机。5.根据权利要求1所述的无旋翼无人机，其特征在于：所述喷射装置为环形喷射口。6.根据权利要求1或5所述的无旋翼无人机，其特征在于：所述喷射装置处设置有流速调节系统，通过电控阀门调节喷射装置的出气量。7.根据权利要求1或5所述的无旋翼无人机，其特征在于：所述喷射装置在竖直平面上进行90度旋转。8.根据权利要求1所述的无旋翼无人机，其特征在于：所述气体混合室采用螺旋内壁。

技术总结
本发明提供了一种无旋翼无人机，包括机身以及分布在机身两侧的喷射装置，所述机身内设置有动力系统、压气机和气体混合室；所述的动力系统位于机体中央，进气口朝上，将动力输入压气机；所述的压气机，通过动力系统提供的动力将气体吸入至气体混合室；所述的气体混合室将气体导流至喷射装置。本发明摒除了传统的旋翼式垂直起降动力模式，采用推重比高的发动机来实现垂直起降，更加侧重无人机的技术性能及民用、商用应用场景的处理能力。商用应用场景的处理能力。商用应用场景的处理能力。


技术研发人员：许骏飞 李小光 宦萍
受保护的技术使用者：南京壮大智能科技研究院有限公司
技术研发日：2022.10.27
技术公布日：2023/4/5