全升力体太阳能无人飞行器论文和设计-张利国

全文摘要

本实用新型公开了一种全升力体太阳能无人飞行器，包括垂直尾翼、下机翼、机身、上机翼、螺旋桨、电动机、太阳能电池板和锂电池，其中，垂直尾翼对称安装在下机翼上，下机翼和上机翼分别对称固定安装于机身上，机身为高升力比机身且其外形轮廓与上机翼或下机翼的翼型相同，电动机固定安装在机身的前部，用于驱动螺旋桨旋转，为无人机提供动力，太阳能电池板安装在下机翼、机身和上机翼的上表面，用于为锂电池充电。该全升力体太阳能无人飞行器结构合理，全升力体结构提高了整个飞行器的升力，减小了空气的阻力，通过太阳能电池板可以为飞行器提供更多的电量。

主设计要求

1.全升力体太阳能无人飞行器，其特征在于，包括：垂直尾翼(1)、下机翼(2)、机身(3)、上机翼(4)、螺旋桨(5)、电动机(6)、太阳能电池板(7)和锂电池，其中，垂直尾翼(1)对称安装在下机翼上，下机翼(2)和上机翼(4)分别对称固定安装于机身(3)上，机身(3)为高升力比机身且其外形轮廓与上机翼(4)或下机翼(2)的翼型相同，电动机(6)固定安装在机身(3)的前部，用于驱动螺旋桨(5)旋转，为无人机提供动力，太阳能电池板(7)安装在下机翼(2)、机身(3)和上机翼(4)的上表面，用于为锂电池充电。

设计方案

2.按照权利要求1所述的全升力体太阳能无人飞行器，其特征在于：所述机身(3)内还设置飞行控制系统，所述机身(3)上设置有光强传感器，所述光强传感器与飞行控制系统连接，用于检测外部的光照强度，当光照强度达到预设光照强度时，飞行控制系统控制太阳能电池板(7)工作。

3.按照权利要求2所述的全升力体太阳能无人飞行器，其特征在于：所述机身(3)内设置有与飞行控制系统连接的高度传感器，用于检测飞行器的飞行高度，当飞行器处于无动力滑行状态且飞行高度低于预设的高度值时，飞行控制系统控制电动机(6)工作。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能无人飞行器，尤其是一种全升力体太阳能无人飞行器，属于航空航天技术领域。

背景技术

目前无人飞行器在航拍、农业植保、自拍、侦查、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道等领域得到了广泛的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

提高无人飞行器的续航时间、实现全天候的飞行，是目前无人飞行器研发过程中的重点。一般的无人飞行器单独依靠自身携带的电池进行作业任务，航行时间有限；另外由于飞机的本身的结构形式，导致产生较大的空气阻力，增加耗电量的同时，还大大影响了无人飞行器的续航时间。

因此，如何对现有的无人飞行器进行结构上的改进，以保证无人飞行器的可持续电量供应、减小无人机阻力、提高升力，成为人们亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种全升力体太阳能无人飞行器，以至少解决现有无人飞行器飞行过程中升力小、阻力大、耗电量大、航时短的问题。

本实用新型提供的技术方案是：一种全升力体太阳能无人飞行器，包括：垂直尾翼、下机翼、机身、上机翼、螺旋桨、电动机、太阳能电池板和锂电池，其中，垂直尾翼对称安装在下机翼上，下机翼和上机翼分别对称固定安装于机身上，机身为高升力比机身且其外形轮廓与上机翼或下机翼的翼型相同，电动机固定安装在机身的前部，用于驱动螺旋桨旋转，为无人机提供动力，太阳能电池板安装在下机翼、机身和上机翼的上表面，用于为锂电池充电。

优选，所述机身内还设置飞行控制系统，所述机身上设置有光强传感器，所述光强传感器与飞行控制系统连接，用于检测外部的光照强度，当光照强度达到预设光照强度时，飞行控制系统控制太阳能电池板工作。

进一步优选，所述机身内设置有与飞行控制系统连接的高度传感器，用于检测飞行器的飞行高度，当飞行器处于无动力滑行状态且飞行高度低于预设的高度值时，飞行控制系统控制电动机工作。

本实用新型提供的全升力体太阳能无人飞行器，机身的外形轮廓与机翼的翼型相同，且与机翼形成翼身融合的一体结构，使飞行器成为全升力体，可提高无人飞行器的升力，减小空气对机身的阻力，当飞行器出现故障失去动力时，全升力体的结构可以使飞行器仍有足够的升力保证滑翔飞行，直至安全着陆；另外，机翼和机身表面均布置太阳能电池板，大大增加了吸收光能的面积，能够为飞行器自身携带的锂电池提供更多的电量，从而实现无人飞行器全天候、长航时的不间断飞行。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型提供的全升力体太阳能无人飞行器的主视图；

图2为本实用新型提供的全升力体太阳能无人飞行器的俯视图；

图3为机身的侧视图；

其中，1、垂直尾翼，2、下机翼，3、机身，4、上机翼，5、螺旋桨， 6、电动机，7、太阳能电池板。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本实用新型进行进一步的解释，但并不局限本实用新型。

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种全升力体太阳能无人飞行器，包括：垂直尾翼1、下机翼2、机身3、上机翼4、螺旋桨5、电动机6、太阳能电池板7和锂电池，其中，垂直尾翼1对称安装在下机翼2上，下机翼2和上机翼4分别对称固定安装于机身3上，机身3为高升力比机身且其外形轮廓与上机翼4或下机翼2的翼型相同，图3给出了机身的一种外形轮廓，但不限于该外形轮廓，电动机6固定安装在机身3的前部，用于驱动螺旋桨5旋转，为无人机提供动力，太阳能电池板7安装在下机翼2、机身3和上机翼4的上表面，用于为锂电池充电。

该全升力体太阳能无人飞行器，机身的外形轮廓与机翼的翼型相同，且与机翼形成翼身融合的一体结构，使飞行器成为全升力体，可提高无人飞行器的升力，减小空气对机身的阻力，当飞行器出现故障失去动力时，全升力体的结构可以使飞行器仍有足够的升力保证滑翔飞行，直至安全着陆；另外，机翼和机身表面均布置太阳能电池板，大大增加了吸收光能的面积，能够为飞行器自身携带的锂电池提供更多的电量，从而实现无人飞行器全天候、长航时的不间断飞行。

作为技术方案的改进，所述机身3内还设置飞行控制系统，所述机身3 上设置有光强传感器，所述光强传感器与飞行控制系统连接，用于检测外部的光照强度，当光照强度达到预设光照强度时，飞行控制系统控制太阳能电池板7工作，通过光强传感器可以避免太阳能电池板在光照不足条件下的无效工作。

作为技术方案的改进，所述机身3内设置有与飞行控制系统连接的高度传感器，用于检测飞行器的飞行高度，当飞行器处于无动力滑行状态且飞行高度低于预设的高度值时，飞行控制系统控制电动机6工作，进而带动螺旋桨旋转，使飞行器爬升至预设的飞行高度，当达到预设的飞行高度后，电动机停止工作，因为下机翼、机身和上机翼组成的全升力体，具有较高的升力、较低的阻力，此时，飞行器可保持无动力滑行状态。

本实用新型的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。

上面结合附图对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

设计图

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主设计要求

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