[发明专利]一种适用于柱形空间装载的翼伞飞行器

说明书

技术领域

本发明为翼伞飞行器，属于飞行器设计领域，具体来说，是一种适于柱形空间装载的翼伞飞行器。

背景技术

无人飞行器与炮弹、火箭弹等武器结合发展而来的炮射飞行器，具有快速突破敌方防空封锁、短时间内抵达指定空域的能力，特性特别适合前线战术侦察、毁伤评估等高风险任务。

由于炮射飞行器的尺寸受到了火炮圆柱形内部空间的制约，因此目前的主流炮射飞行器都是采用了刚性机翼变形、折叠的方法来同时满足发射和巡航阶段对于飞行器外形的不同要求。但额外的变形、折叠机构给飞行器增加了多余的重量，占用了宝贵的机体空间；此类飞行器的机翼面积还是会受到弹体尺寸的限制，因此其全机的飞行重量也无法增大到合适值。上述两个问题的直接后果是，飞行器的任务载荷和燃料（燃油或电池）的减少，从而导致任务效果变差和续航时间变短。此外，固定翼炮射无人机的复杂变形机构降低了系统的整体可靠性。同时较小的翼面积导致其飞行速度过高，不适合一些定点的持久监视任务。

目前的世界各国采用的主流制式火炮口径一般在100~200mm之间，而与之匹配的固定翼炮射飞行器的最大续航时间一般在30min左右。若要增加飞行器的重量或续航时间，那么只能增加发射火炮的口径，这将使整个炮射飞行器的发射系统的成本大大增加。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种结构简单、空间利用率高、续航时间长，且适用于柱形空间装载的翼伞飞行器。该飞行器可以实现在火箭炮弹体内部的装载，还可以根据其他任务需求而采用无人机空投或地面手掷的起飞方式。

一种适用于柱形空间装载的翼伞飞行器，其特征在于：包括伞体与吊舱；其中，伞体包括翼伞以及由主伞绳和操纵绳构成的伞绳；主伞绳固定在翼伞下表面，操纵绳只固定在翼伞后缘；吊舱由控制舱、动力舱、载荷舱构成，控制舱、动力舱、载荷舱由上至下层叠固定设置。

所述控制系统包括支杆、舵机A、舵机B、绕绳盘A、绕绳盘B、主控模块以及控制电源；其中，支杆为左、中、右三部分构成的杆状结构；支杆中部固定在控制舱上，左部与右部端面下方分别与中部两端面下方铰接；上述支杆左部与右部自由端上，以及控制舱上均开有穿绳孔；所述绕绳盘A与绕绳盘B设置在控制舱内部；控制舱侧壁上固定安装有舵机A与舵机B，舵机A、舵机B的机轴分别与绕绳盘A、绕绳盘B同轴连接；由此翼伞前侧左半部分每组主伞绳的自由端穿过支杆左部穿绳孔后与支杆左部固定；翼伞前侧右半部分每组主伞绳的自由端穿过支杆右部穿绳孔后与支杆右部固定；而翼伞后侧左半部分每组操纵绳的自由端，依次穿过支杆左部穿绳孔与控制舱上的穿绳孔，伸入控制舱内部盘绕在绕绳盘A上；翼伞后侧右半部分每组操纵绳的自由端，依次穿过支杆右部穿绳孔与控制舱上的穿绳孔，伸入控制舱内部盘绕在绕绳盘B上。所述控制电源用来为舵机A、舵机B以及主控模块供电；主控模块并实现翼伞飞行器与地面控制站间的通信，通过地面控制站向主控模块发送控制信号，由主控模块控制舵机A与舵机B的工作。

所述动力系统包括电机、螺旋桨、动力电池；其中，电机安装在动力舱内；螺旋桨设置在动力舱外壁上，与电机输出轴固定；动力电池用来为电机供电，同样设置在动力舱内；电机与控制舱内的主控模块相连，由此通过主控模块接收地面控制站的控制信号实现对电机的控制。

所述载荷舱用来针对翼伞飞行器所执行任务，设置任务载荷。

本发明的优点在于：

1）本发明翼伞飞行器利用柔性翼伞的折叠与充气过程，来控制翼伞的展开；唯一的折叠机构是吊舱支杆，该支杆相比折叠机翼简单得多，在整个使用过程中具有较高的可靠性；

2）本发明翼伞飞行器通过火箭弹发射时，通过圆柱形的吊舱和柔性翼伞和伞绳可以充分填满弹体内部的圆柱形空间，实现弹体内部空间的高利用率；

3）本发明翼伞飞行器圆柱形竖立的吊舱具有较小的航向转动惯量同时吊舱本身又具备良好的纵向和横向的稳定性；

4）本发明翼伞飞行器模块化程度高，不同飞行器之间的翼伞和吊舱均可更换；同时吊舱分为三个独立模块：控制舱、动力舱、载荷舱，可以在不同飞行器之间互换；此外根据任务需求可以替换不同功能的载荷舱，或在原有三个舱体的基础上增加新的舱体；

5）本发明翼伞飞行器采用柔性的冲压翼伞作为升力面，采用大面积翼伞，可以获得较低的飞行速度，适合执行长时间定点监视侦察任务。

附图说明

图1为本发明翼伞飞行器整体结构示意图；

图2为本发明翼伞飞行器的控制系统与动力系统安装方式示意图；