技术领域
[0001] 本实用新型属于无人机总体设计技术领域，尤其涉及一种飞翼布局太阳能无人机。
背景技术
[0002] 太阳能无人机是以
太阳辐射为
能源的电动
飞行器，是航空科学技术与新能源技术相结合的产物。太阳能无人机巡航时间长、飞行高度高、
覆盖区域广、使用成本低、对环境无污染，可以执行通信中继、
电子侦察、移动组网等多种任务，是轨道卫星、常规动
力无人机、高空
飞艇等飞行平台的重要补充，受到国内外的广泛关注。
[0003] 国内外已有的太阳能无人机大多采用“机翼+
机身+
尾翼”的常规布局，以英国QinetiQ公司的“Zephyr”系列、美国Google公司的“Solara”为代表。常规布局太阳能无人机存在以下不足：(1)升力系数大，同样翼载条件下的飞行速度低，导致无人机抗
风能力弱；(2)机身增加了全机的浸湿面积，导致全机
升阻比降低；(3)机身增加了全机的结构重量，离机翼较远距离的尾翼增加了全机的线缆重量，导致无人机规模变大。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的技术解决问题：克服
现有技术的不足，提供一种飞翼布局太阳能无人机，可以通过高
气动升阻比和轻结构重量来减小无人机的规模，通过高飞行速度来增强无人机的抗
风能力。
[0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种飞翼布局太阳能无人机，包括：机翼、垂尾、动力吊舱、不可收放式
起落架、操纵面和太阳
电池阵；其中，操纵面，包括：副翼、方向
舵和全动平尾；
[0006] 垂尾采用梯形外形，布置在机翼两侧翼梢；
[0007] 全动平尾采用矩形外形，布置在机翼中段尾部；
[0009] 方向舵布置在垂尾后缘；
[0010] 动力吊舱吊挂于机翼下方；
[0011] 太阳电池阵铺设在机翼上表面；
[0012] 不可收放式起落架布置在整机下方。
[0013] 在上述飞翼布局太阳能无人机中，机翼，包括：中间翼段、以及、对称设置在中间翼段左右两侧的左外翼段和右外翼段；
[0014] 左外翼段、中间翼段和右外翼段的平面形状均为梯形；
[0015] 全动平尾布置在中间翼段尾部。
[0016] 在上述飞翼布局太阳能无人机中，
[0017] 机翼采用大展弦比小后掠
角气动布局；其中，中间翼段采用常规高升阻比
翼型；左外翼段和右外翼段采用反弯翼型；
[0018] 在上述飞翼布局太阳能无人机中，动力吊舱共有四组；其中，两组动力吊舱吊挂于左外翼段下方，另两组动力吊舱吊挂于右外翼段下方，且，挂于左外翼段下方的两组动力吊舱与挂于右外翼段下方的两组动力吊舱关于中间翼段中线对称。
[0019] 在上述飞翼布局太阳能无人机中，还包括：四组螺旋桨；其中，四组螺旋桨分别安装在四组动力吊舱的前部。
[0020] 在上述飞翼布局太阳能无人机中，动力吊舱内部安装有
电机和
蓄电池，动力吊舱整体在机翼前缘以前，以配平全机
重心，使全机纵向静稳定。
[0021] 在上述飞翼布局太阳能无人机中，蓄电池重量占全机总重的30％以上。
[0022] 在上述飞翼布局太阳能无人机中，机翼内部安装有机载设备。
[0023] 在上述飞翼布局太阳能无人机中，不可收放式起落架采用前两点和后两点式布局；其中，前两点为两个主轮，分别半埋在两组内侧动力吊舱下部；后两点为两个尾轮，分别半埋在左右两个垂尾下部。
[0024] 在上述飞翼布局太阳能无人机中，
[0025] 垂尾包括对称设置的左垂尾和右垂尾，左垂尾和右垂尾分别设置在左外翼段翼梢和右外翼段翼梢；
[0026] 副翼包括对称设置的左副翼和右副翼，左副翼和右副翼分别设置在左外翼段后缘和右外翼段后缘；
[0027] 方向舵包括对称设置的左方向舵和右方向舵，左方向舵和右方向舵分别设置在左垂尾后缘和右垂尾后缘。
[0028] 本实用新型具有以下优点：
[0029] (1)本实用新型的飞翼布局太阳能无人机升阻比高。飞翼布局外形干净，附加物少，浸湿面积小，零升阻力小，可用升阻比高。
[0030] (2)本实用新型的飞翼布局太阳能无人机结构重量轻。一方面由于取消了机身，可节省结构重量，另一方面由于去除了机身和尾翼导致的集中
质量，可以在一定程度上降低机翼重量。
[0031] (3)本实用新型的飞翼布局太阳能无人机抗风能力强。由于巡航升力系数小，巡航速度增大，飞行过程中的抗风能力强。
[0032] (4)本实用新型的飞翼布局太阳能无人机推进效率高。由于巡航升力系数小，巡航速度增大，经初步评估
雷诺数可高出30％左右，使得螺旋桨气动设计难度降低，推进系统综合性能提高。
附图说明
[0033] 图1是本实用新型
实施例中一种飞翼布局太阳能无人机的整体效果图；
[0034] 图2是本实用新型实施例中一种飞翼布局太阳能无人机的俯视图；
[0035] 图3是本实用新型实施例中一种飞翼布局太阳能无人机的主视图；
[0036] 图4是本实用新型实施例中一种飞翼布局太阳能无人机的侧视图；
[0037] 其中：1-机翼、2-垂尾、3-动力吊舱、4-不可收放式起落架、5-太阳电池阵、6-副翼、7-方向舵、8-全动平尾、101-左外翼段、102-中间翼段、103-右外翼段、201-左垂尾、202-右垂尾、301-动力吊舱Ⅰ、302-动力吊舱Ⅱ、303-动力吊舱Ⅲ、304-动力吊舱Ⅳ、401-主轮Ⅰ、
402-主轮Ⅱ、403-尾轮Ⅰ、404-尾轮Ⅱ、601-左副翼、602-右副翼、701-左方向舵、702-右方向舵、801-螺旋桨Ⅰ、802-螺旋桨Ⅱ、803-螺旋桨Ⅲ、804-螺旋桨Ⅳ。
具体实施方式
[0038] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型公开的实施方式作进一步详细描述。
[0039] 如图1～4，在本实施例中，该飞翼布局太阳能无人机，包括：机翼1、垂尾2、动力吊舱3、不可收放式起落架4、操纵面和太阳电池阵5、其中，操纵面具体可以包括：副翼6、方向舵7和全动平尾8。其中，垂尾2采用梯形外形，布置在机翼1两侧翼梢；全动平尾8采用矩形外形，布置在机翼1中段尾部；副翼6设置在机翼1后缘；方向舵7布置在垂尾2后缘；动力吊舱3吊挂于机翼1下方；太阳电池阵5铺设在机翼1上表面；不可收放式起落架4布置在整机下方。
[0040] 优选的，机翼1具体可以包括：中间翼段102、以及、对称设置在中间翼段左右两侧的左外翼段101和右外翼段103。其中，左外翼段101、中间翼段102和右外翼段103的平面形状均为梯形；全动平尾8布置在中间翼段102尾部。
[0041] 优选的，机翼1采用大展弦比小后掠角气动布局。其中，中间翼段102采用常规高升阻比翼型；左外翼段101和右外翼段103采用反弯翼型。
[0042] 优选的，动力吊舱3共有四组(如，图2中所示的动力吊舱Ⅰ301、动力吊舱Ⅱ302、动力吊舱Ⅲ303和动力吊舱Ⅳ304)。其中，两组动力吊舱(动力吊舱Ⅰ301、动力吊舱Ⅱ302)吊挂于左外翼段101下方，另两组动力吊舱(动力吊舱Ⅲ303和动力吊舱Ⅳ304)吊挂于右外翼段103下方，且，挂于左外翼段101下方的两组动力吊舱与挂于右外翼段103下方的两组动力吊舱关于中间翼段中线对称。进一步的，该飞翼布局太阳能无人机还可以包括：四组螺旋桨(如，图2中所示的螺旋桨Ⅰ801、螺旋桨Ⅱ802、螺旋桨Ⅲ803和螺旋桨Ⅳ804)。其中，四组螺旋桨分别安装在四组动力吊舱的前部。
[0043] 优选的，不可收放式起落架4采用前两点和后两点式布局。其中，前两点为两个主轮(如，图4中所示的主轮Ⅰ401和主轮Ⅱ402)，分别半埋在两组内侧动力吊舱(动力吊舱Ⅱ302、动力吊舱Ⅲ303)下部；后两点为两个尾轮(如，图4中所示的尾轮Ⅰ403和尾轮Ⅱ404)，分别半埋在左右两个垂尾下部。
[0044] 优选的，垂尾2包括对称设置的左垂尾201和右垂尾202，左垂尾201和右垂尾202分别设置在左外翼段101翼梢和右外翼段103翼梢。副翼6包括对称设置的左副翼601和右副翼602，左副翼601和右副翼602分别设置在左外翼段101后缘和右外翼段103后缘。方向舵7包括对称设置的左方向舵701和右方向舵702，左方向舵701和右方向舵702分别设置在左垂尾
201后缘和右垂尾202后缘。
[0045] 优选的，动力吊舱3内部安装有电机和蓄电池，动力吊舱整体在机翼前缘以前，以配平全机重心，使全机纵向静稳定。其中，蓄电池重量占全机总重的30％以上。
[0046] 优选的，机翼1内部安装有机载设备。
[0047] 由上描述可知：
[0048] 机翼：作为无人机的主要升力面，采用大展弦比小后掠角气动布局，其中，大展弦比气动布局可以提高全机升阻比，减小飞行过程中的
能量消耗；小后掠角气动布局可以增大操纵面操纵
力臂，并使全机焦点后移，通过蓄电池等集中质量前置安装，将重心配置焦点前，使全机纵向静稳定。进一步的，中间翼段采用常规高升阻比翼型，左/右外翼段采用反弯翼型，以提高全机升力系数，并将纵向力矩配平。
[0049] 全动平尾：采用全动形式，一方面提供部分纵向配平力矩，另一方面做
俯仰操纵面，降低纵向
姿态控制时的横航向耦合和非线性问题。
[0050] 垂尾：作为无人机的垂直安定面并兼做翼梢小翼，一方面使全机航向静稳定，另一方面提高全机升阻比。
[0051] 动力吊舱：作为无人机动力系统的装载结构，共有四组，分别前伸吊挂于机翼下方，内部安装有电机和蓄电池，前部安装有螺旋桨。蓄电池重量占全机总重的30％以上，动力吊舱整体在机翼前缘以前，以配平全机重心。
[0052] 操纵面：作为无人机的操纵面，包括位于外翼段后缘的副翼和位于垂尾后缘的方向舵，实现对全机的横航向操纵，副翼和方向舵均左右各两片，以提高操纵面的余度。
[0053] 不可收放式起落架：为不可收放式结构，主轮位于内侧动力吊舱下方，尾轮位于垂尾下方。
[0054] 本说明中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0055] 以上所述，仅为本实用新型最佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
[0056] 本实用新型
说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
