具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机制造技术

本发明专利技术公开具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机，涉及货运无人机空投技术领域，包括货舱舱体、前部机身和机尾、起落架组件、气动结构、集装载具、动力组件和控制系统，所述货舱舱体的侧面和底部是敞开式结构，货舱舱体内壁顶部设有随组式挂点矩阵。本发明专利技术敞开式中空结构货舱舱体采用无底板设计，便于物资挂装和空投；货舱舱体顶部采用挂点矩阵随需加装挂钩挂梁设计，使货舱广泛适应不同规格的载具；既可搭载普通伞降集装箱，也可搭载用于直接空投的模块化空投集装载具，使固定翼无人机同时具备伞降物资和不使用降落伞快速空投物资的能力；飞机支持安装基于移动通信的ADS

【技术实现步骤摘要】
具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机


[0001]本专利技术涉及货运无人机空投
，尤其是涉及具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机。

技术介绍

[0002]现有货运无人机主要有固定翼无人机和旋翼无人机两种。
[0003]其中，固定翼无人机主要采用机舱载运方式，物资通过火车、汽车等运输工具运送到货运机场，在机场完成物资装载，由无人机将物资运输到目的机场，卸货后再由车辆将物资转运至物资需求方指定的地点；旋翼无人机主要采用吊/挂装载运输方式，通常用于近距离点到点的物资载运，可以将物资从集散点直接载运至收货地点。在实际货运场景中，固定翼无人机主要用于较大载重量的长距离运输，旋翼无人机主要用于较小载重量的短途运输。现有两种无人机的性能和物资装卸方式较大差异，两者在实际使用中都存在一些问题和不足。具体包括：1.较大载重量的固定翼无人机需要较大的专用机场解决起降和物资装卸问题；2.固定翼无人机货舱装卸物资需要从舱门进出，装卸周期较长，装卸过程比较复杂；3.现有的固定翼货运无人机空投物资基本采用伞降方式，伞降方式中物资在空中飘飞时间较长，当天气、地形、植被条件较差时，会对空投精度有较大的影响，易造成空投任务失败；4.旋翼无人机支持点对点直接起降载运物资，其飞行原理决定了不仅是升力的获得，而且飞行姿态和方向的调整都需要靠旋翼完成，飞行能耗较大，在吊装或挂装货物后，其气动外形和飞机重心发生明显改变，加剧了能源消耗，进一步降低飞行性能，其飞行时间、航程和载重量受到严重限制。因此旋翼无人机仅适合短距离小批量物资载运。

技术实现思路

[0004]为了解决上述货运无人机的技术问题，本专利技术提供具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机。采用如下的技术方案：具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机，包括货舱舱体、前部机身和机尾、起落架组件、气动结构、集装载具、动力组件和控制系统，所述货舱舱体的侧面和底部是敞开式结构，货舱舱体内壁顶部设有随组式挂点矩阵，所述随组式挂点矩阵设有航空挂钩，所述前部机身安装在货舱舱体的前端，所述机尾安装在货舱舱体的后端，所述起落架组件安装在前部机身和货舱舱体的底部，所述气动结构安装在货舱舱体的两侧，所述集装载具挂载在货舱舱体的顶部内壁上，所述集装载具挂载在航空挂钩上，所述动力组件设置在前部机身端部，所述控制系统用于控制起落架组件和动力组件各个执行器的执行动作。
[0005]通过上述技术方案，敞开式中空结构货运无人机采用了具备敞开式结构的货舱舱体，敞开式中空结构是指货舱舱体没有传统意义上的封闭式货舱，其挂载物资的空间是敞
开式的中空结构，没有侧壁和底板，只使用框架结构保证飞机的结构强度，从而便于从底部挂载或空投物资；集装载具是指模块化设计的一种可用于直接空投物资的集装箱，此种集装箱采用顶挂方式挂装在与航空挂钩挂装点完全兼容的挂装机构上，便于在不能机降时直接空投物资。此种集装箱具备减速和缓冲装置，在一定的高度和速度内直接从飞机上空投时，能够在不使用降落伞的情况下保证物资完好着陆。同时，此种集装箱也支持伞降空投。
[0006]可选的，所述货舱舱体包括货舱舱体上部承力结构、货舱舱体侧立面框架和货舱舱体底部框架，所述货舱舱体上部承力结构的底面上设有集装载具挂梁，所述货舱舱体侧立面框架固定在货舱舱体上部承力结构上，所述货舱舱体底部框架固定在货舱舱体侧立面框架的底面上。
[0007]可选的，所述货舱舱体侧立面框架和货舱舱体底部框架分别与前部机身和机尾连接固定，且连接部位均设有货舱舱体加强筋。
[0008]通过上述技术方案，货舱舱体侧立面框架和货舱舱体底部框架与前部机身和机尾的对应部位连接固定，其前后立面均有加强筋，货舱舱体上部承力结构与前部机身、机尾和气动组件刚性连接，上述组件共同形成牢固的机身承力结构，保证货运无人机起降和飞行过程中机身有足够的结构强度。
[0009]可选的，所述起落架组件包括前起落架和主起落架，所述前起落架设置在前部机身的底部，所述主起落架设置在货舱舱体的底部。
[0010]通过上述技术方案，前起落架和主起落架的传统起落架结构设置，在为货运无人机的起降提供支撑的同时，也可为货运无人机的自动装载货物提供定位。
[0011]可选的，所述气动结构包括主机翼结构、水平尾翼结构、垂直尾翼结构和蒙皮结构，所述主机翼结构分别固定在货舱舱体顶部的两侧，所述水平尾翼结构分别固定在机尾的两侧，所述垂直尾翼结构固定在机尾的上表面，所述蒙皮结构包括货舱舱体左侧立面蒙皮、货舱舱体右侧立面蒙皮和货舱舱体可拆卸底面蒙皮，所述货舱舱体左侧立面蒙皮和货舱舱体右侧立面蒙皮分别可拆卸式扣装在货舱舱体侧立面框架的两侧，所述货舱舱体可拆卸底面蒙皮可拆卸式安装在货舱舱体底部框架处，并可在执行空投任务时直接抛弃。
[0012]通过上述技术方案，主机翼结构和尾翼结构为货运无人机提传统的气动布局，为获得更好的气动外形，敞开式中空结构的货舱舱体也可根据需要加装货舱舱体左侧立面蒙皮、货舱舱体右侧立面蒙皮和货舱舱体可拆卸底面蒙皮，蒙皮采用扣装式结构，便于拆卸。
[0013]可选的，随组式挂点矩阵包括集装载具挂梁、航空挂钩和集装载具止摆助推器，所述集装载具挂梁固定安装在货舱舱体上部承力结构的下底面，所述航空挂钩安装在集装载具挂梁的下表面，所述集装载具止摆助推器的上端部安装在集装载具挂梁的下表面，集装载具止摆助推器的下端部抵住集装载具的上表面，当启动集装载具止摆助推器时，将集装载具推出货舱舱体。
[0014]可选的，所述集装载具止摆助推器包括气动推杆、防摆止动杆和一对防摆支座，所述气动推杆的一端连接在货舱舱体上部承力结构的下底面，所述防摆止动杆的上表面连接在气动推杆的另一端，且防摆止动杆与集装载具挂梁交叉布置，一对防摆支座分别设置在防摆止动杆两端的下表面，且对称位于集装载具挂梁的两侧，集装载具的上表面设有防摆止动凹槽，一对防摆支座分别抵在防摆止动凹槽处。
[0015]通过上述技术方案，敞开式中空结构的货舱舱体安装有随组式挂点矩阵，随组式挂点矩阵位于货舱舱体上部承力结构的下底面，由集装载具挂梁、航空挂钩、集装载具止摆助推器组成。航空挂钩规格与相应重量的航空炸弹完全一致，可适应不同规格的机载集装化载具、伞降集装载具、直接空投集装载具、自主滑降集装载具或符合挂点规格的其他载荷；标准规格的集装载具挂梁一般情况下固定安装在货舱舱体上部承力结构上，如需挂装特殊规格的物资，可以在承力结构上安装专用挂梁；集装载具止摆助推器在执行普通载运任务时，只起到防止集装箱左右摆动的作用，在执行空投任务时，航空挂钩解锁的状态下，气动推杆动作，从而防摆止动杆带动一对防摆支座向下推动空投集装箱，使其迅速脱离无人机，避免发生碰撞，提高货运无人机飞行安全。
[0016]可选的，所述动力组件包括螺旋桨和发动机，所述螺旋桨安装在前部机身的端部，所述发动机固定安装在前部机身的内部，并与螺旋桨传动连接。
[0017]通过上述技术方案，货运无人机采用单发涡轮螺旋桨发动机的动力布置，在满足货运无人机的动力需求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机，其特征在于：包括货舱舱体（3）、前部机身（2）和机尾（4）、起落架组件、气动结构、集装载具（8）、动力组件和控制系统，所述货舱舱体（3）的侧面和底部是敞开式结构，货舱舱体（3）内壁顶部设有随组式挂点矩阵，所述随组式挂点矩阵设有航空挂钩（14），所述前部机身（2）安装在货舱舱体（3）的前端，所述机尾（4）安装在货舱舱体（3）的后端，所述起落架组件安装在前部机身（2）和货舱舱体（3）的底部，所述气动结构安装在货舱舱体（3）的两侧，所述集装载具挂载在货舱舱体（3）的顶部内壁上，所述集装载具（8）挂载在航空挂钩（14）上，所述动力组件设置在前部机身（2）端部，所述控制系统用于控制起落架组件和动力组件各个执行器的执行动作。2.根据权利要求1所述的具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机，其特征在于：所述货舱舱体（3）包括货舱舱体上部承力结构（12）、货舱舱体侧立面框架（16）和货舱舱体底部框架（17），所述货舱舱体上部承力结构（12）的底面上设有集装载具挂梁（13），所述货舱舱体侧立面框架（16）固定在货舱舱体上部承力结构（12）上，所述货舱舱体底部框架（17）固定在货舱舱体侧立面框架（16）的底面上。3.根据权利要求2所述的具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机，其特征在于：所述货舱舱体侧立面框架（16）和货舱舱体底部框架（17）分别与前部机身（2）和机尾（4）连接固定，且连接部位均设有货舱舱体加强筋（18）。4.根据权利要求1所述的具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机，其特征在于：所述起落架组件包括前起落架（5）和主起落架（6），所述前起落架（5）设置在前部机身（2）的底部，所述主起落架（6）设置在货舱舱体（3）的底部。5.根据权利要求1所述的具备集装空投能力的敞开式中空结构货运无人机，其特征在于：所述气动结构包括主机翼结构（71）、水平尾翼结构（72）、垂直尾翼结构（73）和蒙皮结构，所述主机翼结构（71）分别固定在货舱舱体（3）顶部的两侧，所述水平尾翼结构（72）分别固定在机尾（4）的两侧，所述垂直尾翼结构（73）固定在机尾（4）的上表面，所述蒙皮结构包括货舱舱体左侧立面蒙皮（9）、货舱舱体右侧立面蒙皮（10）和货舱舱体可拆卸底面蒙皮（...

【专利技术属性】
技术研发人员：储瑞忠，周建华，朱帅聿，杨斌，樊福辉，曾娅红，张舰远，朱莹，朱薇，史博阳，游超，侯思雷，蒋博，刘明，刘汐木，
申请(专利权)人：北京瀚科智翔科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：