CN109484635A - 一种用于油动无人机的旋翼的导流罩 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于油动无人机的旋翼的导流罩，包括一个内环部分和一个外环部分，内环部分和外环部分之间等间隔设置有多个支撑肋板，内环部分和外环部分围绕形成的环形部分的横截面的形状为上部宽大下部缩小的翼型状。本申请的用于油动无人机的旋翼的导流罩采用内环部分和外环部分组合而成，在气流路径上不存在接缝，避免了现有技术在气流通道的水平面上的接缝干扰问题，确保内环部分和外环部分形成的翼型状的通道内，气流可以依照设计流道顺畅流动，减少了气流扰动，降低了阻力，翼型状的流道截面具有可控的气流加速效果。而且其内环和外环结构是经过优化后的翼型状结构，可以做到更小的截面尺寸，并具备更轻的重量。

Description

一种用于油动无人机的旋翼的导流罩

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种多旋翼的油动无人机，特别涉及一种用于油动无人机的旋翼的导流罩。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用无人机在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等领域应用广泛。

现有多旋翼无人机通常为电动无人机。多旋翼电动无人机的结构简单易于制造，电机重量轻、转动平稳，动力***易于标准化，因而整机相对而言易于操控，且飞行噪音低，在短航程民用领域发展较为活跃。然而由于电池的能量密度远远低于燃油，电动无人机受到电池的限制，航程较短，载荷水平较低，无法应用于军用大载荷侦察和攻击领域。而现有长航程的燃油无人机通常采用固定翼结构，起飞降落受到机场的限制，无法悬停，造价高，操控繁琐，使用的灵活机动性不够。

CN 106697278 A公开了一种直驱式油动定转速变桨距多旋翼无人机，包括机身、动力***、起落架和航电***，所述的机身为全复材的一体化机身，所述的动力***由发动机***、变桨距***、供油***和旋翼***组成。上述现有技术的油动无人机的六个旋翼等角度间隔地围绕机体设置，导致机体上搭载的应用载荷只能设置于机体正下方，且由于各方向都受到旋翼的阻挡，搭载的载荷只能向下开展作业，无法向斜上方发射武器或者进行观测，存在荷载水平低，结构布局不合理，难以发挥无人机的控制及安全优势的缺陷，限制了旋翼无人飞机在军事及监测领域的发展应用。

CN 205998123 U公开了一种立式布局燃油动力四旋翼飞行平台，其组成包括机架、动力***、导航与控制***、电气***和任务平台。四个相同的机臂两两对接在连接有起落架的硬壳式机身上组成机架；动力***设置在每个机臂的末端，为飞行平台提供动力和能源；导航和控制***感知和控制飞行平台的姿态、高度和位置；电气***具有充电、供电和指示功能；任务平台用于安装不同的任务设备。该现有技术的油动无人机设置了四***立的发动机，相邻旋翼相互之间的气流干扰难以排解，加大发动机的间距会进一步加大体积和重量。

上述现有技术的油动无人机，每个悬臂上均配置一台油动发动机，裸露的发动机加上旋翼的噪音，导致无人机几乎没法在城市空域使用，军用环境下使用也没有什么隐蔽性。CN 106184754 A公开了一种多旋翼无人机，该无人机通过设置在机身内部的两轴输出的油动发动机对前后两对旋翼进行驱动，但是其采用的特制油动发动机的技术不成熟，发动机的输出功率有限，无法应用于大载荷的武装无人机。其传动结构特殊，无法采用现有成熟的大马力油动发动机驱动无人机。而且其采用的全对称机体结构，无法在较大范围的机身上灵活设置载荷，重心位置集中于一点，载荷布局受到极大的限制。

为解决上述现有技术的缺陷，本申请的申请人在之前申请的中国专利申请201711089265.3中，公开了一种油动四旋翼无人机，包括机身、起落架以及由四个连接在机身上的悬臂支撑的四个旋翼，其中，所述机身具有一个纵向对称轴线，每个悬臂末端均支撑有一个围绕旋翼的导流罩；无人机的机头和机尾各设置有两个对称于对称轴线布置的旋翼，对称轴线的同一侧的两个旋翼距离对称轴线的距离相等。该现有技术的油动四旋翼无人机通过在每个旋翼设置一个导流罩，可以避免相邻旋翼的气流干扰，而且使得旋翼的直径最大化的进行扩展，可以在无需延长悬臂的长度的情况下，尽可能有效的提高无人机的升力，因而可以提高无人机的搭载能力。

该现有技术有效克服了现有技术的缺陷，但是仍然存在改进的余地。尤其是该现有技术的导流罩的结构重量过大，外形结构不合理，对进气流的扰动和阻力都过大，需要进一步优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于油动无人机的旋翼的导流罩，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于油动无人机的旋翼的导流罩，所述油动无人机包括机身、起落架以及安装在所述油动无人机的机身内部的发动机，所述机身具有一个纵向对称轴线，所述油动无人机的机头和机尾各设置有两个对称于所述纵向对称轴线布置的悬臂，每个所述悬臂均支撑有一个旋翼，每个旋翼均围绕设置有一个形状相同的圆环形的导流罩，其中，所述导流罩包括一个内环部分和一个外环部分，所述内环部分和外环部分之间等间隔设置有多个支撑肋板，所述内环部分和外环部分围绕形成的环形部分的横截面的形状为上部宽大下部缩小的翼型状。

优选地，所述内环部分具有朝向环形内侧圆滑内凸的形状。

优选地，所述外环部分具有朝向环形内侧圆滑内凸的形状。

优选地，所述支撑肋板沿着所述导流罩的中心放射性设置于所述内环部分和外环部分之间，所述支撑肋板具有上部宽大下部缩小的翼型状。

优选地，所述内环部分和外环部分在所述导流罩的上端和下端分别具有一个上接缝以及一个下接缝。

优选地，所述上接缝设置位于所述导流罩的最高点的外侧。

优选地，所述下接缝设置位于所述导流罩的最低点的内侧。

优选地，在所述上接缝和下接缝的位置处，所述内环部分的边缘将所述外环部分的边缘层叠包裹在所述内环部分和外环部分围绕的空间的内部。

本申请的用于油动无人机的旋翼的导流罩采用内环部分和外环部分组合而成，在气流路径上不存在接缝，避免了现有技术在气流通道的水平面上的接缝干扰问题，确保内环部分和外环部分形成的翼型状的通道内，气流可以依照设计流道顺畅流动，减少了气流扰动，降低了阻力，翼型状的流道截面具有可控的气流加速效果。而且其内环和外环结构是经过优化后的翼型状结构，可以做到更小的截面尺寸，并具备更轻的重量。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的油动无人机的立体结构示意图；

图2显示的图1所示油动无人机的部分结构去除后的结构示意图；

图3显示的是根据本发明的一个具体实施例的用于油动无人机的旋翼的导流罩的分解示意图；

图4显示的是图3所示导流罩的剖视图；

图5显示的是图4所示导流罩的分解示意图；

图6显示的是图4所示A位置的放大示意图；

图7显示的是图4所示B位置的放大示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

正如背景技术所述，本发明针对现有技术中国专利申请201711089265.3中公开的油动四旋翼无人机的不足，提出了一种改进结构，以使该现有技术的无人机的导流罩具备更优化的结构和重量，同时可以获得更轻的结构重量，而且外形更加简洁，可以进一步降低外形阻力。

具体来说，本发明的油动无人机的旋翼导流罩是在201711089265.3的油动四旋翼无人机的基础上提出的进一步地改进，本申请全文引用该现有技术，本领域技术人员可以基于该现有技术公开的内容理解有关油动无人机的其它结构。如图1-2所示，其中，图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的油动无人机的立体结构示意图；图2显示的图1所示油动无人机的部分结构去除后的结构示意图。

参见图1-2，与现有技术相同，本申请的油动无人机同样包括机身1、起落架2、四个悬臂3以及四个旋翼5，机身1连接四个悬臂3，每个悬臂3均支撑有一个相同直径的旋翼5。机身1为左右对称结构的长条形，机身1具有一个纵向对称轴线6，机身1总体上呈长条形平行于所述对称轴线6设置。无人机的机头和机尾各设置有两个对称于所述对称轴线6布置的旋翼5。机身1下方设置有光电吊舱7和武器发射筒8等载荷。机身1大体上为长条状的梭形结构，机头和机尾的宽度缩窄，中部宽度最大便于设置发动机99。机身1的前端设置有可挂载光电吊舱7的吊舱挂载结构，机身1的下方设置有可挂载武器发射筒8的挂载架。每个旋翼5均围绕设置有一个形状相同的圆环形的导流罩4。

前述背景技术引用的现有技术的导流罩，其由上下两个半圆环组合而成，导流罩的接合缝位于水平面上，气流经过导流罩的时候，必然会经过导流罩的结合缝。加工工艺决定结合缝表面不可能光滑，因而该现有技术的导流罩对进气流动扰动和阻力都很大，严重影响了旋翼的气流效率，削弱了旋翼的升力，增大了无人机的油耗，不利于无人机的长时间巡航。另外，该现有技术的导流罩的环形部分的横截面的形状为圆形，基本上不具备气流加速效果，仅仅用于保护旋翼，导流效果差，且环形部分的尺寸较大，结构重量也较大。

为克服现有技术的缺陷，本申请提供了一种用于油动无人机的旋翼的导流罩，具体结构如图3-5所示，其中，图3显示的是根据本发明的一个具体实施例的用于油动无人机的旋翼的导流罩的分解示意图；图4显示的是图3所示导流罩的剖视图；图5显示的是图4所示导流罩的分解示意图。

如图，正如前述，本申请的油动无人机包括机身1、起落架2以及安装在油动无人机的机身1内部的发动机99，机身1具有一个纵向对称轴线6，油动无人机的机头和机尾各设置有两个对称于对称轴线6布置的悬臂3，每个悬臂3均支撑有一个旋翼5。

在图示具体实施例中，本申请的油动无人机的每个旋翼5均围绕设置有一个形状相同的圆环形的导流罩4，与现有技术上下结构的导流罩不同，本申请的导流罩4包括一个内环部分41和一个外环部分42，内环部分41和外环部分42之间等间隔设置有多个支撑肋板43，内环部分41和外环部分42围绕形成的环形部分的横截面的形状为上部宽大下部缩小的翼型状。

本申请的导流罩4的环形流道部分形成有翼型状，当旋翼5运转的时候，气流在环形流道中可以获得预设的压缩和加速效果，因此气流通过的时候，对于导流罩的侧壁会形成气动作用，导致导流罩的内环部分41的主要部分(上部结构)存在向内变形的趋势，与内环部分41连接的外环部分42也会被牵扯。为了维持流道形状，本申请在内环部分和外环部分之间设置了支撑肋板43。现有技术的导流罩是简单的圆形截面，不具备气动加速功能，其侧壁变形小，与本申请存在较大的差异。另外，本申请的导流罩采用内环部分和外环部分组合而成，在气流路径上不存在接缝，尤其是构成进气道的内表面的内环部分是整体结构，完全避免了现有技术在气流通道的水平面上的接缝干扰问题，确保内环部分和外环部分形成的翼型状的通道内，气流可以依照设计流道顺畅流动，减少了气流扰动，降低了阻力，翼型状的流道截面具有可控的气流加速效果，具有现有技术不具备的导流效果。而且其内环和外环结构是经过优化后的翼型状结构，可以做到更小的截面尺寸，并具备更轻的重量。

在一个具体实施例中，构成本申请的导流罩4的内环部分41具有朝向环形内侧圆滑内凸的形状；外环部分42具有朝向环形内侧圆滑内凸的形状。由于内环部分的主要结构存在向内变形的趋势，因而内环部分设置成内凸的形状可以避免变形时表面褶皱，有利于维持既有的气动外形。外环部分在上下接缝位置受到拉扯作用，其设计成内凸的形状，可以在受到拉扯的时候向外伸展，通过支撑肋板可以将内环部分也向外拉扯，可以抵消内环部分的部分变形，也是有利于维持内环部分的既有气动外形的一种补偿设计形式。

进一步地，支撑肋板43沿着导流罩4的中心放射性设置于内环部分41和外环部分42之间，支撑肋板43具有上部宽大下部缩小的翼型状。此处支撑肋板的结构主要用于维持导流罩的气动外形，其翼型状的结构贴合内环部分和外环部分，可以用以通过前述实施例中的内凸形状补偿变形。

为了避免在气流路径中形成接缝，本申请的内环部分41和外环部分42在导流罩4的上端和下端分别具有一个上接缝44以及一个下接缝45。在一个具体实施例中，上接缝44设置位于导流罩4的最高点的外侧；下接缝45设置位于导流罩4的最低点的内侧。本申请的油动无人机通过旋翼5提供向下的推力，气流经过导流罩的气动外形的压缩加速，在流道的最低点达到最大的压力，因而下接缝45可以在压力作用下形成牢固的闭合。如果下接缝位于外侧，则内环部分的最低点受压，将会将位于外侧的下接缝挤开，不利于维持结构的完整性。上接缝44被设置在了导流罩的最高点的外侧，避开了气流通道，减少了干扰。另外，导流罩的最高点为进气端，对内环部分会形成向内的吸力，因而位于外侧的上接缝44在内环部分向内的趋势作用下，也会向内紧贴，同样可以形成更牢固的闭合，有利于维持结构不变形。

进一步地，为了避免接缝漏风，在图6和图7放大显示的局部结构中，在上接缝44和下接缝45的位置处，内环部分41的边缘将外环部分42的边缘层叠包裹在内环部分41和外环部分42围绕的空间的内部。其中，图6显示的是图4所示A位置的放大示意图，图7显示的是图4所示B位置的放大示意图。亦即，本实施例的结构中，在上接缝44的位置，内环部分41的上边缘441位于外侧，将外环部分42的上边缘442向内层叠包裹(图6)，在下接缝45的位置，内环部分41的下边缘451也是位于外侧，将外环部分42的下边缘452向围绕的空间的内部进行层叠包裹(图7)，这样的结构便于采用同样的工序对接缝部位进行密封，可以节省加工时间，有利于获得更好的生产效率。

综上所述，本申请的用于油动无人机的旋翼的导流罩采用内环部分和外环部分组合而成，在气流路径上不存在接缝，避免了现有技术在气流通道的水平面上的接缝干扰问题，确保内环部分和外环部分形成的翼型状的通道内，气流可以依照设计流道顺畅流动，减少了气流扰动，降低了阻力，翼型状的流道截面具有可控的气流加速效果。而且其内环和外环结构是经过优化后的翼型状结构，可以做到更小的截面尺寸，并具备更轻的重量。

本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种用于油动无人机的旋翼的导流罩，所述油动无人机包括机身(1)、起落架(2)以及安装在所述油动无人机的机身(1)内部的发动机(99)，所述机身(1)具有一个纵向对称轴线(6)，所述油动无人机的机头和机尾各设置有两个对称于所述纵向对称轴线(6)布置的悬臂(3)，每个所述悬臂(3)均支撑有一个旋翼(5)，每个旋翼(5)均围绕设置有一个形状相同的圆环形的导流罩(4)，其特征在于：所述导流罩(4)包括一个内环部分(41)和一个外环部分(42)，所述内环部分(41)和外环部分(42)之间等间隔设置有多个支撑肋板(43)，所述内环部分(41)和外环部分(42)围绕形成的环形部分的横截面的形状为上部宽大下部缩小的翼型状。

2.如权利要求1所述的导流罩，其特征在于，所述内环部分(41)具有朝向环形内侧圆滑内凸的形状。

3.如权利要求2所述的导流罩，其特征在于，所述外环部分(42)具有朝向环形内侧圆滑内凸的形状。

4.如权利要求1所述的导流罩，其特征在于，所述支撑肋板(43)沿着所述导流罩(4)的中心放射性设置于所述内环部分(41)和外环部分(42)之间，所述支撑肋板(43)具有上部宽大下部缩小的翼型状。

5.如权利要求1所述的导流罩，其特征在于，所述内环部分(41)和外环部分(42)在所述导流罩(4)的上端和下端分别具有一个上接缝(44)以及一个下接缝(45)。

6.如权利要求5所述的导流罩，其特征在于，所述上接缝(44)设置位于所述导流罩(4)的最高点的外侧。

7.如权利要求5所述的导流罩，其特征在于，所述下接缝(45)设置位于所述导流罩(4)的最低点的内侧。

8.如权利要求5所述的导流罩，其特征在于，在所述上接缝(44)和下接缝(45)的位置处，所述内环部分(41)的边缘将所述外环部分(42)的边缘层叠包裹在所述内环部分(41)和外环部分(42)围绕的空间的内部。