一種組合飛行器及其起降方式，屬于航空技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種組合飛行器及其起降方式。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的航空飛行器可分為固定翼飛機(jī)、直升機(jī)和多旋翼飛行器。其中，固定翼飛機(jī)飛行速度快，機(jī)動(dòng)性高，飛行半徑大，安全性能系數(shù)高，但是由于自身的局限性，對(duì)起飛降落的條件要求苛刻，固定翼飛機(jī)的起飛降落必須要有足夠長(zhǎng)的跑道。直升機(jī)可以垂直起降，但是構(gòu)造復(fù)雜，且對(duì)于直升機(jī)駕駛員的培養(yǎng)耗費(fèi)較大，對(duì)駕駛員的駕駛技術(shù)要求高。多旋翼飛行器也可以做到垂直起降，且操作簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，能進(jìn)入一些狹隘地域作業(yè)，但是，飛行半徑小，續(xù)航能力低，多用于航拍、監(jiān)控領(lǐng)域，適用范圍小，更為嚴(yán)重的問(wèn)題是，安全穩(wěn)定性低，由于多旋翼飛行器是多軸多電機(jī)協(xié)同工作，只要其中一個(gè)電機(jī)發(fā)生故障，在空中勢(shì)必造成不可挽救的事故。而固定翼飛機(jī)與多旋翼飛行器直接相結(jié)合，在空中飛行時(shí)多旋翼結(jié)構(gòu)成為固定翼的累贅，甚至對(duì)固定翼飛機(jī)的性能產(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明方案是為了針對(duì)上述飛行器的不足，發(fā)明一種可以垂直起降的組合飛行器及其起降方式，建立空中跑道。

一種組合飛行器，包括固定翼飛機(jī)、連接臺(tái)、多旋翼飛行器、電磁咬合柱、通信系統(tǒng)和雷達(dá)校標(biāo)裝置。通信系統(tǒng)包括多旋翼飛行器通信系統(tǒng)和固定翼飛機(jī)通信系統(tǒng)。連接臺(tái)包括第一電池、第一控制器、控制開關(guān)和傳感器；連接臺(tái)用四根剛性支柱以一定傾斜角度固定在多旋翼飛行器上面，連接臺(tái)高于旋翼，第一電池、傳感器、第一控制器和控制開關(guān)置于連接臺(tái)內(nèi)；所述傳感器連接電磁咬合柱，檢測(cè)電磁咬合子柱與電磁咬合母柱是否咬合，并將其狀態(tài)信息輸出到第一控制器；第一控制器與控制開關(guān)相連；控制開關(guān)控制電磁咬合母柱的通斷電；第一電池為第一控制器、控制開關(guān)和電磁咬合柱供電。電磁咬合子柱安裝在固定翼飛機(jī)上并與第二控制器連接，第二電池為電磁咬合子柱供電。電磁咬合子柱和電磁咬合母柱均為電磁線圈結(jié)構(gòu)，電磁咬合母柱與控制開關(guān)、傳感器和第一電池相連接，當(dāng)線圈通電，產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁咬合子柱和電磁咬合母柱咬合，固定翼飛機(jī)與多旋翼飛行器連為一體；當(dāng)線圈斷電，電磁咬合子柱和電磁咬合母柱咬合分離，固定翼飛機(jī)與多旋翼飛行器脫離。所述多旋翼飛行器包括多旋翼飛行器通信系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)雷達(dá)、返航裝置和輪滑式起落架；輪滑式起落架包括輪子和減震裝置，四根輪滑式起落架固定在多旋翼飛行器機(jī)身的四條軸下，減少降落過(guò)程起緩沖作用。所述雷達(dá)校標(biāo)裝置包括監(jiān)測(cè)雷達(dá)和發(fā)射雷達(dá)，發(fā)射雷達(dá)安裝于固定翼飛機(jī)四根電磁咬合子柱對(duì)角線中點(diǎn)并與第二控制器連接，監(jiān)測(cè)雷達(dá)置于連接臺(tái)四根電磁咬合母柱對(duì)角線中點(diǎn)并與第一控制器連接；監(jiān)測(cè)雷達(dá)用于監(jiān)測(cè)發(fā)射雷達(dá)的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱判斷發(fā)射雷達(dá)的位置，通過(guò)第一控制器控制多旋翼飛行器使監(jiān)測(cè)雷達(dá)向發(fā)射雷達(dá)逼近，直到兩雷達(dá)位置豎直，進(jìn)入電磁咬合范圍。

所述的電磁咬合子柱可以伸縮，使用時(shí)可以伸出，當(dāng)固定翼飛機(jī)脫離連接臺(tái)后，電磁咬合子柱能收回。

所述的電磁咬合母柱置于連接臺(tái)上，上端與連接臺(tái)持平，下端凸出于連接臺(tái)之下；電磁咬合母柱為凹槽結(jié)構(gòu)，方便電磁咬合子柱與電磁咬合母柱之間的連接。

所述組合飛行器的起降方式是：起飛過(guò)程，當(dāng)多旋翼飛行器停落在地面上時(shí)，固定翼飛機(jī)通過(guò)吊車或其他起重設(shè)備安放于多旋翼飛行器的連接臺(tái)上，電磁咬合柱斷電；起飛時(shí)，電磁咬合柱通電，電磁咬合柱咬合，多旋翼飛行器與固定翼飛機(jī)連接固定；啟動(dòng)多旋翼飛行器，將多旋翼飛行器垂直升空到一定高度后，啟動(dòng)固定翼飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，第一控制器控制多旋翼飛行器保持當(dāng)前高度向前加速飛行，此過(guò)程中，電磁咬合柱始終通電；當(dāng)固定翼飛機(jī)速度達(dá)到起飛速度后，第二控制器自動(dòng)控制電磁咬合子柱斷電，同時(shí)，第一控制器控制電磁咬合母柱斷電；同時(shí)，第一控制器控制多旋翼飛行器降速，此時(shí)由于固定翼飛機(jī)達(dá)到起飛速度，而電磁咬合柱斷電，固定翼飛機(jī)與多旋翼飛行器脫離，實(shí)現(xiàn)固定翼飛機(jī)的起飛；多旋翼飛行器與固定翼飛機(jī)脫離后，由控制器啟動(dòng)自動(dòng)返航裝置，多旋翼飛行器自動(dòng)返回出地面。

當(dāng)固定翼飛機(jī)需要降落時(shí)，第二控制器控制固定翼飛機(jī)通信系統(tǒng)發(fā)送降落請(qǐng)求信號(hào)，地面的多旋翼飛行器通信系統(tǒng)接收到降落請(qǐng)求信號(hào)，第一控制器根據(jù)降落請(qǐng)求信號(hào)內(nèi)容控制多旋翼飛行器啟動(dòng)，多旋翼飛行器升空并向固定翼飛機(jī)靠近，進(jìn)入對(duì)接范圍，多旋翼飛行器與固定翼飛機(jī)速度保持一致且同向飛行，多旋翼飛行器根據(jù)監(jiān)測(cè)雷達(dá)捕捉到的發(fā)射雷達(dá)的位置信息調(diào)整自身位置，從下方逐漸靠近固定翼飛機(jī)，進(jìn)入電磁咬合柱磁場(chǎng)的咬合范圍，第一控制器和第二控制器同時(shí)控制電磁咬合柱通電，電磁咬合柱咬合，第二控制器控制固定翼飛行器熄火，第一控制器控制多旋翼飛行器通過(guò)返航裝置工作，控制多旋翼飛行器返回地面。

本發(fā)明的組合飛行器，其起降方式不依托于場(chǎng)地限制，可以實(shí)現(xiàn)固定翼飛機(jī)的垂直起降，性能安全可靠，同時(shí)智能化程度高，對(duì)駕駛員的操作要求不高。

附圖說(shuō)明

圖1是連接臺(tái)左視示意圖；圖2是組合飛行器整體俯視示意圖；圖3是組合飛行器整體左視示意圖；圖4是連接臺(tái)俯視示意圖；圖5是輪滑式起落架示意圖；圖6是組合飛行器整體正視示意圖；圖7是電磁咬合母柱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，11-控制開關(guān)，12-第一電池，13-監(jiān)測(cè)雷達(dá)，14-第一控制器，15-電磁咬合柱，16-電磁咬合母柱，17-連接臺(tái)，18-剛性連接體，19-傳感器，21-電磁咬合子柱，31-第二控制器，34-第二電池，35-多旋翼飛行器，37-返航裝置，38-固定翼飛機(jī)通信系統(tǒng)，39-多旋翼飛行器通信系統(tǒng)，36-固定翼飛機(jī)，33-發(fā)射雷達(dá)，5-輪滑式起落架，51-輪子，52-彈簧，53-保護(hù)體。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明加以具體說(shuō)明，一種組合飛行器，包括固定翼飛機(jī)36、控制器31、連接臺(tái)17、電磁咬合柱15和多旋翼飛行器35。

連接臺(tái)17包括第一電池12、第一控制器14、控制開關(guān)11、電磁母柱16、監(jiān)測(cè)雷達(dá)13、傳感器19和剛性支柱18；連接臺(tái)17用四根剛性支柱18以一定角度固定在多旋翼飛行器35上面，使連接臺(tái)17高于旋翼；第一電池12、傳感器19、第一控制器14、控制開關(guān)11和監(jiān)測(cè)雷達(dá)13置于連接臺(tái)17內(nèi)，傳感器19置于電磁咬合母柱16凹槽底部，檢測(cè)電磁咬合子柱21與電磁咬合母柱16之間是否咬合，并將咬合狀態(tài)輸出到第一控制器14，第一控制器14連接控制開關(guān)11，控制開關(guān)11控制電磁咬合母柱16的通斷電；第一電池12為第一控制器14、控制開關(guān)11監(jiān)測(cè)雷達(dá)13和電磁咬合母柱16供電。

電磁咬合柱15由電磁咬合子柱21和電磁咬合母柱16組成；電磁咬合子柱21置于在固定翼飛機(jī)36上，連接第二控制器31；電磁咬合子柱15可以伸縮，一端固定在機(jī)身內(nèi)，使用時(shí)將另一端伸出，當(dāng)固定翼飛機(jī)36脫離連接臺(tái)17后，電磁咬合子柱21能收回；電磁咬合母柱16置于連接臺(tái)17，上端與連接臺(tái)17持平，下端凸出于連接臺(tái)17下方，電磁咬合母柱16為凹槽結(jié)構(gòu)，方便電磁咬合子柱21與電磁咬合母柱16之間的連接；電磁咬合子柱21和電磁咬合母柱16均為電磁線圈結(jié)構(gòu)，電磁咬合母柱16連接控制開關(guān)11、傳感器19和第一電池12；當(dāng)?shù)谝豢刂破?4控制電磁咬合母柱16線圈通電，第二控制器31控制電磁咬合子柱線圈通電，兩者線圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁咬合子柱21和電磁母柱16咬合，固定翼飛機(jī)36與多旋翼飛行器35連為一體；當(dāng)線圈斷電，電磁咬合子柱21與電磁咬合母柱16分離，固定翼飛機(jī)36與多旋翼飛行器35脫離。

多旋翼飛行器35由返航裝置37、監(jiān)測(cè)雷達(dá)13、多旋翼飛行器通信系統(tǒng)39和輪滑式起落架5組成；輪滑式起落5架包括輪子51和減震彈簧52，四根輪滑式起落架5固定在多旋翼飛行器35機(jī)身的四條軸下，減少降落過(guò)程起緩沖作用；返航裝置37置于多旋翼飛行器35內(nèi)部。

所述雷達(dá)校標(biāo)裝置包括監(jiān)測(cè)雷達(dá)13和發(fā)射雷達(dá)33，發(fā)射雷達(dá)33安裝于固定翼飛機(jī)36四根電磁咬合子柱21對(duì)角線中點(diǎn)并與第二控制器31連接，監(jiān)測(cè)雷達(dá)13置于連接臺(tái)四根電磁咬合母柱16對(duì)角線中點(diǎn)并與第一控制器14連接；監(jiān)測(cè)雷達(dá)13用于監(jiān)測(cè)發(fā)射雷達(dá)33的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱判斷位置，通過(guò)第一控制器14控制多旋翼飛行器35使監(jiān)測(cè)雷達(dá)13向發(fā)射雷達(dá)33逼近，直到兩雷達(dá)位置豎直，進(jìn)入電磁咬合范圍。

多旋翼飛行器通信系統(tǒng)39與固定翼飛機(jī)通信系統(tǒng)38用于多旋翼飛行器35與固定翼飛機(jī)36之間的通信橋梁。

第二電池34為發(fā)射雷達(dá)33、第二控制器31和固定翼固定翼飛機(jī)通信系統(tǒng)38供電。

該組合飛行器是這樣起飛的：當(dāng)多旋翼飛行器35停落在平地上時(shí)，固定翼飛機(jī)36通過(guò)吊車或者起重設(shè)備安放于多旋翼飛行器35的連接臺(tái)17上，電磁咬合柱15處于斷電狀態(tài)；起飛時(shí)，電磁咬合柱15通電，電磁咬合柱15在電磁場(chǎng)的作用下咬合，第一控制器14控制啟動(dòng)多旋翼飛行器35，將多旋翼飛行器35垂直升空到一定高度后，啟動(dòng)固定翼飛機(jī)36發(fā)動(dòng)機(jī)，第一控制器14自主控制多旋翼飛行器35托載著固定翼飛機(jī)36保持當(dāng)前高度向前加速飛行，此過(guò)程中，電磁咬合柱15始終通電處于咬合狀態(tài)；當(dāng)固定翼飛機(jī)36飛行速度達(dá)到起飛速度后，第一控制器14自動(dòng)控制電磁咬合母柱16斷電，第二控制器31控制電磁咬合子柱21斷電，同時(shí)，第一控制器14控制多旋翼飛行器35降速并下降一定高度，此時(shí)由于固定翼飛機(jī)36達(dá)到起飛速度，而電磁咬合柱15斷電，固定翼飛機(jī)36與多旋翼飛行器35脫離，實(shí)現(xiàn)固定翼飛機(jī)36的起飛；多旋翼飛行器35與固定翼飛機(jī)36脫離后，由第一控制器14啟動(dòng)自動(dòng)返航裝置37，多旋翼飛行器自動(dòng)返回出發(fā)地點(diǎn)。

當(dāng)固定翼飛機(jī)36需要降落時(shí)，第二控制器31控制固定翼飛機(jī)通信系統(tǒng)38發(fā)送降落請(qǐng)求信號(hào)，地面的多旋翼飛行器通信系統(tǒng)39接收到降落請(qǐng)求信號(hào)反饋給第一控制器14，第一控制器14根據(jù)降落請(qǐng)求信號(hào)內(nèi)容啟動(dòng)多旋翼飛行器35，多旋翼飛行器35升空并向固定翼飛機(jī)36靠近；監(jiān)測(cè)雷達(dá)13掃描捕捉發(fā)射雷達(dá)33的位置信息反饋給第一控制器14，第一控制器14根據(jù)反饋信息通過(guò)反饋系統(tǒng)調(diào)整多旋翼飛行器35的位置，從下往上接近固定翼飛機(jī)36；此調(diào)整過(guò)程中，多旋翼飛行器35始終與固定翼飛機(jī)36速度保持一致且同向飛行；直至監(jiān)測(cè)雷達(dá)13與發(fā)射雷達(dá)33處于同一豎直線后，第一控制器14控制多旋翼飛行器35逐漸從下方逼近固定翼飛機(jī)36，進(jìn)入電磁咬合柱磁場(chǎng)15的安全電磁咬合范圍，發(fā)射雷達(dá)33與監(jiān)測(cè)雷達(dá)13關(guān)閉的同時(shí)，第一控制器14和第二控制器33同時(shí)控制電磁咬母柱16、電磁咬合子柱21通電，電磁咬合柱15咬合，第二控制器33控制固定翼飛機(jī)36熄火，第一控制器14根據(jù)返航裝置37工作，控制多旋翼飛行器35返回地面。

本發(fā)明的組合飛行器，其起降方式不依托于場(chǎng)地限制，可以實(shí)現(xiàn)固定翼飛機(jī)36的垂直起降。