基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，包括：组合式无人机，设置有飞控系统；高空气球，通过绳索与该组合式无人机相连接；切绳器，固定于该组合式无人机的背部，且该绳索连接至该切绳器；其中，该组合式无人机通过高空气球的浮力升至预定高度后进入巡航状态。本发明专利技术提供的该基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，待气球连同组合无人机升空至预定高度即遥控切绳器将绳索切断使气球与无人机分离，来完成组合式无人机的投放，节省了一般的组合式无人机在地面滑跑或弹射起飞时所耗费的能量。

Launch system of ball borne suspension based on combined UAV

【技术实现步骤摘要】
基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统
本专利技术涉及飞行器控制
，尤其涉及一种基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统。
技术介绍
组合式柔性无人机是一种结构创新型的无人飞行器，能够通过切换组合与分离的飞行状态，兼顾高空长航时无人机大展弦比、高升阻比、长续航能力和小型集群无人机的低费用、高机动性、灵活结构、分布式部署的优点。此外，有希望解决高空长航时大展弦比无人机柔性大、易产生震颤、气动失效的问题，以及解决集群无人机升限低、航程短的缺点。从气动设计上讲，这种构型的无人机能够大幅提高飞机展弦比、大幅降低单机翼尖涡带来的诱导阻力、显著提高升阻比，从而拓展飞机升限；从结构上讲，局部柔性结构与多舵面主动控制结合，能够显著对阵风起到减缓作用，提高飞行器的稳定性；能够在多个单机上实现载荷的灵活分配，针对多样化的任务需求，在不同单机上搭载相同或不同设备，构成空间大范围分布式专一任务能力或者立体的综合编队任务能力。对这种组合式无人机，其巡航高度较高，从地面滑跑或弹射起飞将使飞机在低空非额定工况下飞行较长时间，需要耗费较多能量用于起飞和爬升，因此显著降低飞机续航能力，使用球载方式直接将飞机吊升至工作高度释放是一种更加适当的起飞方式，但是需要针对组合式无人机特点开发一种专用的球载吊挂发射技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于组合式无人飞行器的的球载吊挂发射系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。有鉴于此，本专利技术提供了一种基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，其包括：>高空气球；组合式无人机，设置有飞控系统；以及绳索，实现高空气球与组合式无人机的连接；其中，组合式无人机通过高空气球的浮力升至预定高度后脱离该高空气球的控制进入巡航状态；和/或，发射基站，发射信号至该飞控系统。进一步的，其中：一些实施例中，该发射基站还包括：一支架，该支架的顶端设有限位器，该限位器从绳索中段将该组合式无人机吊起。一些实施例中，该绳索具有一吊点，该吊点处连接多股子绳索，各股子绳索分别连接至组合式无人机的各个单机。一些实施例中，该吊点为一金属框架。一些实施例中，进一步还包括：子绳索与单机通过一切绳器连接。一些实施例中，该切绳器包括：螺栓，设置有螺纹；分离段，设置有内螺纹，且该内螺纹与该螺栓的螺纹相啮合；分离环，套接于该分离段外侧，用于约束分离段；活塞，设置于该分离环和分离段之间；起爆器，该起爆器起爆时推动该活塞，解除对分离段的约束，使螺栓和分离段脱离；以及基座，螺栓贯穿该基座并与分离段相连。一些实施例中，绳索通过螺栓和分离段固定于该切绳器中。一些实施例中，飞控系统控制该起爆器的起爆。一些实施例中，该组合式无人机的每两个单机间初始相对角度设置为[0°，45°]，且组合式无人机在单机上绳索的挂点为前后交错。本专利技术提供的该基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，具有以下有益效果：(1)本专利技术中使用高空气球使组合式无人飞行器升至高空再进入巡航状态，节省了传统的无人飞行器在从地面滑跑或弹射起飞的过程中耗费的能量，同时该部分能量可更多的使用在无人机的空中巡航过程中，进一步显著增长无人机的续航能量，提升无人机的巡航效率；(2)本专利技术中组合式无人机中相邻单机机翼翼尖设计成凹/凸等腰三角形对称翼形，同时，各单机上绳索挂点采取前后交错布置方法，可进一步提高吊挂时全机的稳定以及整体空中飞机姿态的稳定性，减少倾覆危险；(3)本专利技术系统中设置切绳器，易于实现高空气球控制下整个系统中绳索的断开与连接；(4)本专利技术的组合式无人机不限于特定数量单机，任意的多架组合无人机都可以通过该技术吊挂发射；(5)完成本专利技术基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，结构简单，易于投放，成本低。附图说明图1是本专利技术实施例组合式无人飞行器球载吊挂系统的地面状态示意图；图2是本专利技术实施例组合式无人飞行器机身挂载的切绳器的结构示意图；图3是本专利技术实施例组合式无人飞行器球载吊挂系统的空中状态示意图；图4是本专利技术实施例组合式无人飞行器球载吊挂系统的发射流程框图；图5是本专利技术实施例组合式无人飞行器中各个单机的相对位置分布示意图。图中：高空气球1绳索2组合式无人机3发射车4限位锁5吊点6螺栓71基座72分离环73起爆器75分离段76活塞77具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术具体实施方式做进一步说明。本专利技术提供了一种基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，具体地，包括：高空气球；组合式无人机，设置有飞控系统；以及绳索，实现高空气球与组合式无人机的连接；其中，组合式无人机通过高空气球的浮力升至预定高度后脱离该高空气球的控制进入巡航状态。一些实施例中，该球载吊挂发射系统还包括一发射基站，发射信号至上述飞控系统；一些实施例中，该发射基站还包括：一支架，该支架的顶端设有限位器，该限位器从绳索中段将该组合式无人机吊起。本实施例中，组合式无人飞行器球载吊挂发射系统主要由发射基站部分(发射车4)、飞机部分(组合式无人机3)和气球部分(高空气球1)组成。系统整体地面状态如图1所示，发射车4的支架顶端设有限位器，用于固定绳索及飞机位置，高空气球充气升空过程中限位器打开。具体地，在地面由发射车4从绳索2中段将组合式无人机3吊起，另端未充气高空气球1可置于地面，并在地面状态下由发射基站将连接的飞机和气球发射升空，利用高空气球的浮力将组合式无人飞行器升至预定高度后断开连接，飞行器在下落过程中完成拉起转平飞，后进入正常巡航状态。至此，球载吊挂投放过程完成。一些实施例中，该绳索具有一吊点6，该吊点6处引出多股子绳索，各股子绳索分别连接至组合式无人机的各个单机，进一步的，一些实施例中：子绳索与单机通过一切绳器连接。本实施例中，从高空气球1尾部引出绳索2后连接多股子绳索，组合式无人机的每个单机都设置有一切绳器，各股子绳索通过该切绳器与各个单机间实现连接。一些实施例中，该切绳器包括：螺栓，设置有螺纹；分离段，设置有内螺纹，且该内螺纹与该螺栓的螺纹相啮合；分离环，套接于该分离段外侧，用于约束分离段；活塞，设置于该分离环和分离段之间；起爆器，该起爆器起爆时推动该活塞，解除对分离段的约束，并使螺栓和分离段脱离；以及基座，螺栓贯穿该基座与分离段相连。本实施例中，如图2所示为机身挂载的切绳器的示意图，绳索2与螺栓71固连，通过螺栓71实现与基座的紧固，基座72固定于无人机机身，连接螺栓71的螺纹与分离段76的内螺纹啮合，分离环73从外部约束分离段76，使分离段76与螺栓71的螺纹间不会发生径向移动，基座内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，其特征在于，包括：/n高空气球；/n组合式无人机，设置有飞控系统；以及/n绳索，实现所述高空气球与所述组合式无人机的连接；/n其中，所述组合式无人机通过高空气球的浮力升至预定高度后脱离该高空气球的控制进入巡航状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，其特征在于，包括：
高空气球；
组合式无人机，设置有飞控系统；以及
绳索，实现所述高空气球与所述组合式无人机的连接；
其中，所述组合式无人机通过高空气球的浮力升至预定高度后脱离该高空气球的控制进入巡航状态。


2.根据权利要求1所述的基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，其特征在于，还包括：
发射基站，发射信号至所述飞控系统。


3.根据权利要求2所述的基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，其特征在于，所述发射基站还包括：
一支架，所述支架的顶端设有限位器，所述限位器从绳索中段将所述组合式无人机吊起。


4.根据权利要求3所述的基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，其特征在于，所述绳索具有一吊点，所述吊点处连接多股子绳索，各股子绳索分别连接至所述组合式无人机的各个单机。


5.根据权利要求4所述的基于组合式无人飞行器的球载吊挂发射系统，其特征在于，所述吊点为一金属框架。


6.根据权利要求4或5所述的基于组合式无人飞行器的球载...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梓荣，杨延平，张子健，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11