一种飞艇与无人机异构组合的飞行器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种飞艇与无人机异构组合的飞行器，包括平流层飞艇和若干无人机，平流层飞艇包括外蒙皮、主气囊、前副气囊、中副气囊、后副气囊、尾翼、结构骨架、结构吊舱和推进系统，推进系统包括分布在平流层飞艇两侧和尾部的三个电机螺旋桨，主气囊充有氦气提供浮力，副气囊充有空气实现姿态和高度调节，所述无人机悬挂在平流层飞艇的腹部或者埋藏在平流层飞艇的结构吊舱，无人机包括固定翼无人机、太阳能无人机和变体无人机。本实用新型专利技术充分利用了飞艇高空长期驻空和无人机低成本功能多样的优势，可以实现区域侦查打击、快速响应等作战能力。应等作战能力。应等作战能力。

【技术实现步骤摘要】
一种飞艇与无人机异构组合的飞行器


[0001]本技术属于飞行器总体气动设计
，具体为一种飞艇与低成本无人机异构组合的飞行器。

技术介绍

[0002]平流层飞艇依靠浮升气体提供静升力，依靠推进系统和控制系统实现操纵飞行，能够利用太阳能实现能量闭环达到长期工作的状态；平流层飞艇可以弥补当前空天领域的作战空白，完善空天一体作战系统，可通过携带可见光、红外、高光谱、激光和微波等载荷，实现对我国重点和周边热点区域进行全天时、全天候观测，能有效提升我军战场侦察监视、目标侦察定位、打击效果评估、区域预警探测等能力。平流层飞艇驻空高度适中，可以实现在高原山区等地区的通信中继。无人机是一种低成本、多功能飞行器，根据不同的作战任务分为低速无人机、高速无人机和超声速无人机，根据布局特点又可以分为固定翼无人机、无尾飞翼、变体飞行器等。随着计算机技术、自动驾驶技术、材料技术、信息技术、人工智能等高科技的发展，无人机的功能和智能水平逐步提升，无人机在民用和军事领域的应用越来越广泛。中小型无人机通常航程和航时有限，作战半径较小，对于起飞和降落的场地要求较高。未来作战对飞行器的要求越来越高，不但需要长航时远航程，还要满足灵活多变，即时响应的目的，因此考虑到飞艇和无人机各自的优势，本专利提出了一种将高空长航时飞艇与低成本无人机异构组合的新概念飞行器。

技术实现思路

[0003]本技术意在提供一种飞艇与低成本无人机异构组合的飞行器，以满足现代战争中对飞行器的长航时远航程，灵活多变，即时响应的要求。
[0004]为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0005]一种飞艇与无人机异构组合的飞行器，包括平流层飞艇和若干无人机，所述平流层飞艇包括外蒙皮、主气囊、前副气囊、中副气囊、后副气囊、尾翼、结构骨架、结构吊舱和推进系统，所述推进系统包括分布在平流层飞艇两侧和尾部的三个电机螺旋桨，所述主气囊充有氦气提供浮力，三个副气囊充有空气实现浮重平衡和姿态调整，所述无人机悬挂在平流层飞艇的腹部或者埋藏在平流层飞艇的结构吊舱。
[0006]优选地，所述结构骨架包括纵拉杆和多个加劲环，所述结构骨架中部的一加劲环和纵拉杆的交点处连接有四根斜支架，四根斜支架的自由端连接有同一L型固定支架，所述平流层飞艇两侧的电机螺旋桨分别与同侧的L型固定支架连接。
[0007]优选地，所述平流层飞艇的顶部贴有太阳能电池片，所述平流层飞艇的吊舱内安装有蓄能电池，所述太阳能电池片和电机螺旋桨均与蓄能电池电连接，所述无人机能够通过蓄能电池充电。
[0008]优选地，所述平流层飞艇的长度为100m～250m，所述平流层飞艇的细长比为2.5～4。
[0009]优选地，所述平流层飞艇的尾翼采用倒“Y”型设计。
[0010]优选地，所述平流层飞艇上设有与无人机连接的通讯模块。
[0011]采用上述技术方案，本技术申请具有如下有益效果：
[0012](1)飞艇载荷量大、留空时间长、覆盖范围广，实现空中长期待命；
[0013](2)飞艇依靠浮升气体提供静升力，采用太阳能作为艇体能量来源，具有低能耗等优点；
[0014](3)飞艇可实现空地往返，可重复使用，载荷更换、维修方便；
[0015](4)飞艇为充气柔性结构，艇囊多采用复合材料，可探测性低，隐身性能好；
[0016](5)飞艇驻空高度超出现有战斗机和常规防空导弹的攻击范围，具有较强的生存能力；
[0017]具体地，本技术申请高度融合了飞艇和无人机各自的优势，利用飞艇的大载荷可以实现同时携带多架无人机升空，由于飞艇升空不需要消耗额外燃料，还可以节约无人机由于起飞消耗的能量，提高无人机的航程和航时。通过高空投放无人机也可以利用飞艇高空带来的重力势能，无人机释放的过程也是将重力势能转化为动能的过程，可以提高无人机的作战半径和飞行时间。平流层飞艇可以利用太阳能实现昼夜能量闭环，因此飞艇携带无人机可以实现长期随时驻空待命，一旦有需求可以实现及时响应。平流层飞艇驻空高度适中，可以实现对低高分辨率侦查和通信，特别是在高原山区等地区为无人机提供高性能的通信导航服务。无人机通过飞艇携带至高空，具有充足的重力势能，一旦地区发生局部冲突，无人机可以快速响应利用重力势能转化动能的方式实现远航程的侦查打击任务。因此飞艇与无人机的组合充分利用了飞艇高空长期驻空和无人机低成本功能多样的优势，组合后的飞行器作战能力明显增加，可以实现区域侦查打击、快速响应等作战能力，有效提升了现有无人机的功能。
附图说明
[0018]图1为本技术实施例提供的一种飞艇与无人机异构组合的飞行器采用挂钩挂载无人机的结构示意图；
[0019]图2为本技术实施例提供的一种飞艇与无人机异构组合的飞行器采用结构吊舱挂载无人机的结构示意图；
[0020]图3为斜支架和L型固定支架的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施方式对本技术作进一步的详细说明：
[0022]说明书附图中的附图标记包括：主气囊1、无人机2、前副气囊3、中副气囊4、后副气囊5、尾翼6、结构吊舱7、电机螺旋桨8、纵拉杆9、加劲环10、斜支架11、L型固定支架12。
[0023]如图1和图2所示的，一种飞艇与无人机异构组合的飞行器，包括平流层飞艇和若干无人机2，平流层飞艇包括外蒙皮、主气囊1、前副气囊3、中副气囊4、后副气囊5、尾翼6、结构骨架、结构吊舱7和推进系统，平流层飞艇的尾翼6采用倒“Y”型设计，主要用于实现平流层飞艇的纵向和横航向稳定控制，推进系统包括分布在平流层飞艇两侧和尾部的三个电机螺旋桨8，主气囊1充有氦气提供浮力，前副气囊3、中副气囊4和后副气囊5充有空气实现飞
艇姿态调整和浮重平衡，三个副气囊主要通过排空气和吸空气用于调节飞艇的驻空高度，无人机2采用挂钩悬挂在平流层飞艇的腹部或者埋藏在平流层飞艇的结构吊舱7，当无人机2的尺寸在3
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5m时，通过结构吊舱7内部装载可以实现约20架小型无人机2的挂载与投放，无人机2被放置在不同的结构吊舱7内部，当无人机2的尺寸较大时，直接将无人机2通过挂钩挂载在飞艇的腹部，使得无人机2的尺寸不受结构吊舱7的约束。平流层飞艇可同时投放多架无人机2，形成无人机2集群，无人机2采用自主飞行模式形成编队飞行，无人机2包括固定翼无人机、太阳能无人机和变体无人机等。
[0024]如图3所示的，结构骨架包括纵拉杆9和多个加劲环10，结构骨架中部的一加劲环10和纵拉杆9的交点处连接有四根斜支架11，四根斜支架11的自由端连接有同一L型固定支架12，平流层飞艇两侧的电机螺旋桨8分别与同侧的L型固定支架12连接，在平流层飞艇的两侧布置电机螺旋桨8，且采用上述结构固定，使得平流层飞艇转向灵活，驻空平稳，且结构牢靠。
[0025]平流层飞艇的顶部贴有太阳能电池片，平流层飞艇的吊舱内安装有蓄能电池，太阳能电池片和电机螺旋桨8均与蓄能电池电连接，无人机2能够通过蓄能电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞艇与无人机异构组合的飞行器，其特征在于：包括平流层飞艇和若干无人机，所述平流层飞艇包括外蒙皮、主气囊、前副气囊、中副气囊、后副气囊、尾翼、结构骨架、结构吊舱和推进系统，所述推进系统包括分布在平流层飞艇两侧和尾部的三个电机螺旋桨，所述主气囊充有氦气提供浮力，三个副气囊充有空气实现浮重平衡和姿态调整，所述无人机悬挂在平流层飞艇的腹部或者埋藏在平流层飞艇的结构吊舱。2.根据权利要求1所述的一种飞艇与无人机异构组合的飞行器，其特征在于：所述结构骨架包括纵拉杆和多个加劲环，所述结构骨架中部的一加劲环和纵拉杆的交点处连接有四根斜支架，四根斜支架的自由端连接有同一L型固定支架，所述平流层飞艇两侧的电机螺旋桨分别与同侧的L型...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立立，黄江涛，钟世东，马晓永，陈宪，肖云雷，高冠，唐骥罡，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所，
类型：新型
国别省市：