[发明专利]一种半升力飞艇

说明书

本发明涉及一种半升力飞艇，包括气囊以及设于气囊内的前推力/俯仰驱动组件、后推力/俯仰驱动组件、左偏航/翻滚驱动组件，以及右偏航/翻滚驱动组件；其中前推力/俯仰驱动组件、后推力/俯仰驱动组件相互平行且向后倾斜设置，左偏航/翻滚驱动组件、右偏航/翻滚驱动组件相互对称且向内倾斜设置。与现有技术相比，本发明通过前后推力/俯仰驱动组件为飞艇提供升力与前进时的动力，并控制俯仰力矩，通过左右偏航/翻滚驱动组件为飞艇提供偏航与翻滚力矩，并通过上述三个力矩及动力，实现飞艇的空中姿态调整，相比一般的平行对涵道及发动机布置，本发明可以在飞艇行进时，有效地降低气动阻力以及增大前进推力，从而实现飞艇的高速运动。

技术领域

本发明属于浮空器技术领域，涉及一种半升力飞艇。

背景技术

近年来，随着飞控技术与通讯技术的发展，无人飞行器在巡视、监控、运输等领域的应用日益增多，但是相比于飞艇，无论是固定翼无人机还是多旋翼无人机都存在巡航时间短、航程短的缺点，且系统复杂、故障隐患多、载重量小，需要频繁起降、后期的维护保养工作量大等缺点，这些缺点使得无人机在多数领域的应用都受到了一定程度的限制。

飞艇是自带动力装置的浮空器，可以在控制飞行的同时，有效克服上述无人机的缺点。根据螺旋桨与气囊及安定面的安置方向的不同，飞艇可以分为气动型飞艇与半升力型飞艇。而依据飞艇的结构，又可以分为软式飞艇与硬式飞艇。其中软式飞艇完全是利用气囊充气膨胀压力来保证气囊的几何外形。相比之下，硬式飞艇内部设有固定支撑结构，支撑结构间布置气囊，利用支撑结构来保证气囊的外形。通常软式飞艇为小型飞艇，而硬式飞艇为大中型飞艇。

由于软式飞艇缺少支撑结构，所以其动力设备与载荷的安置需要额外的连接件。对于升力有限的小型飞艇而言，搭建连接件会进一步压缩飞艇的载荷量与续航时间。因此，如何合理地在软式飞艇上布置动力装置为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术问题而提供一种半升力飞艇。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种半升力飞艇，包括气囊以及设于气囊内的前推力/俯仰驱动组件、后推力/俯仰驱动组件、左偏航/翻滚驱动组件，以及右偏航/翻滚驱动组件；

所述的前推力/俯仰驱动组件、后推力/俯仰驱动组件、左偏航/翻滚驱动组件，以及右偏航/翻滚驱动组件均包括设于贯穿气囊上表面与下表面的涵道以及设于涵道内的螺旋桨与发动机。

进一步地，所述的气囊在充气后呈扁平状，以便在前进时减少气动阻力。

进一步地，所述的前推力/俯仰驱动组件包括前推力/俯仰涵道，以及设于前推力/俯仰涵道内的前推力/俯仰螺旋桨与前推力/俯仰发动机；

所述的后推力/俯仰驱动组件包括后推力/俯仰涵道，以及设于后推力/俯仰涵道内的后推力/俯仰螺旋桨与后推力/俯仰发动机；

所述的前推力/俯仰涵道与后推力/俯仰涵道平行设置，并相对于气囊水平中心面向后倾斜设置，从而使飞艇在前进时与水平方向呈夹角，以便同时提供升力、推力与俯仰力矩，并在平飞时提供可与阻力相平衡的向前飞行的分力。

进一步地，所述的前推力/俯仰涵道相对于气囊水平中心面向后倾斜的倾角与设计时速有关，即达到设计时速时，气囊气动阻力最小，向下分力与重力平衡，优选倾角范围为。

进一步地，所述的左偏航/翻滚驱动组件包括左偏航/翻滚涵道，以及设于左偏航/翻滚涵道内的左偏航/翻滚螺旋桨与左偏航/翻滚发动机；

所述的右偏航/翻滚驱动组件包括右偏航/翻滚涵道，以及设于右偏航/翻滚涵道内的右偏航/翻滚螺旋桨与右偏航/翻滚发动机；