[实用新型]一种无动力式仿蒲公英飞行器

说明书

本实用新型公开了一种无动力式仿蒲公英飞行器，借鉴蒲公英轻质、易于在空中漂浮、扩散距离远和可团簇等特点进行设计，飞行器由母体与子机组成，母体可根据需要安装一定数量的子机；子机仿照蒲公英的种子设计成具有长航时、结构简单和廉价等特点的微小型飞行器，并能携带一定的载荷，子机与母体分离后执行任务。飞行器子机主要由冠毛翼、主轴和具有纺锤体外形的载荷舱构成，主轴连接冠毛翼和载荷舱。冠毛翼能够在下部形成涡环来产生升力，并通过调控孔隙度来稳定涡环，以延长飞行器的浮空时长，冠毛翼通过控制冠毛张角的大小来控制飞行器的下降率。本实用新型具有质量轻、成本低、航时长、隐身性好的优势，非常适合于未来集群作战/业。

技术领域

本实用新型涉及飞行器领域，特指一种无动力式仿蒲公英飞行器。

背景技术

蒲公英是一种轻质的草本植物，每一个蒲公英种子上有反向伞状的白色冠毛，多个种子聚集在一起，形成团簇状的绒球。蒲公英种子和冠毛组成的整体质量较轻，而冠毛组成的反向伞状结构具有较大的迎风面积，蒲公英种子这种类似于迷你降落伞的结构极其高效，小蒲公英种子仅靠风力就能飘到800公里远。蒲公英利用冠毛(小绒毛)来帮助种子飞行扩散。冠毛会延缓种子的降落，使种子飞行的距离超过水平风吹送的距离，冠毛还可以影响种子降落的方向。

科学家通过实验和观察发现在蒲公英的冠毛下部形成了一个稳定的气泡——涡环，并稳定地保持在冠毛下部固定距离的位置。与实心盘相比，冠毛产生的单位面积阻力是其四倍以上。因此，蒲公英可以在空中进行较长时间和较长距离的漂浮和扩散，而不消耗任何能量。大自然这种高效的飞行机制可以最大限度地降低材料和能源成本，在工程技术领域具有广泛的应用前景。

本实用新型借鉴蒲公英的结构和气动特性，设计一款无动力消耗的、被动式飞行器。该飞行器具有尺寸小、成本低、航时长、航程远、隐身特性好等优点，可实现大规模数量的无人机集群，进一步提高作战/业效能。在民用领域，该飞行器可用于通讯中继、导航、遥感、环境气象观测等；在军用领域，可用于侦查、监视、蜂群作战、空中布雷等。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，结合高精度制造工艺、功能材料应用技术、蒲公英仿生技术、飞行器气动外形优化设计技术，提出了一款超长航时、小型无动力式仿蒲公英飞行器。与传统飞行器相比，该飞行器具有质量轻、航时长、航程远、隐身性能好等特点，适用于未来集群作战/业，具有非常广泛的军民用价值。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种无动力式仿蒲公英飞行器，该飞行器由母体与子机组成，所述的子机包括冠毛翼、主轴和载荷舱，冠毛翼固定于主轴上部，由上下两层构成；每层冠毛翼呈凹面朝上的弧面状，包括若干条沿主轴外壁周向均匀排列的柔性冠毛，每条柔性冠毛一端固定于主轴上，另一端为自由端；所述载荷舱挂载于主轴的下部；所述的母体包括舱体，舱体的表面分布有若干舱室，所述子机的载荷舱以可分离的形式安装于母体的舱室中。

作为优选，所述的柔性冠毛为中空腔体。

进一步的，所述的冠毛翼中，每条柔性冠毛的内腔中，置有用于控制冠毛张角大小的形状记忆合金丝。

作为优选，所述的每层冠毛翼由36根冠毛构成。

作为优选，所述的柔性冠毛主结构由石墨烯气凝胶制成。

作为优选，所述的载荷舱外形为纺锤体。

作为优选，所述母体的舱体为球形或椭球形，舱室在其表面均匀分布，且子机的载荷舱一一对应安装于母体的舱室中，形成团簇形的组合式子母飞行器。

作为优选，所述母体的舱室表面采用吸附材料，子机的载荷舱吸附于舱室表面。

作为优选，所述的载荷舱内放置有控制设备和/或任务载荷。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：