固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，包括多軸旋翼飛行器和固定翼飛行器；多軸旋翼飛行器的機(jī)身底部的中部安裝有若干投放裝置，固定翼飛行器的機(jī)身中部安裝有若干懸掛部件；懸掛部件與投放裝置以懸掛方式連接，使得固定翼飛行器掛載在多軸旋翼飛行器下方；多軸旋翼飛行器攜帶固定翼飛行器垂直起飛至預(yù)設(shè)的高度和速度后，投放裝置釋放懸掛部件，固定翼飛行器脫離多軸旋翼飛行器自主飛行。通過上述方式，本發(fā)明能夠在不需要較多改動(dòng)現(xiàn)有固定翼飛行器的情況下，實(shí)現(xiàn)固定翼飛行器的垂直起飛。
【專利說明】
固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]固定翼飛行器是利用其快速飛行時(shí)，機(jī)翼上下表面產(chǎn)生的壓力差來獲得升力，克服重力而起飛，因此其起飛時(shí)必須達(dá)到起飛速度才能升空。固定翼飛行器航程遠(yuǎn)、速度快，油耗低，一旦失去動(dòng)力還有一定機(jī)會(huì)靠滑翔降低下降速度減少墜機(jī)損失。但是，固定翼飛行器存在的缺點(diǎn)是:需要很長(zhǎng)的跑道才能起飛。
[0003]于是，人們開始研究固定翼飛行器的起飛輔助裝置。例如，通過直升機(jī)母機(jī)空中投放發(fā)射固定翼子機(jī)，但采用這種方式的缺點(diǎn)主要是:I)直升機(jī)的掛架一般位于機(jī)身兩側(cè)，難于掛載大型飛行器，尤其是大翼展的飛行器;2)直升機(jī)的腹部距離地面很近，起落架很短，幾乎沒有空間掛載其它飛行器；3)子機(jī)投放后，會(huì)受到直升機(jī)旋翼氣流的強(qiáng)烈影響。又例如，采用左右并列可輕轉(zhuǎn)雙旋翼技術(shù)的V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，通過在主翼的翼稍安裝兩個(gè)可以傾轉(zhuǎn)90度的旋翼來提供起飛時(shí)的升力和控制力矩，在平飛時(shí)，逐漸將朝上的槳盤向前傾轉(zhuǎn)，產(chǎn)生向前的拉力，使得飛機(jī)加速，在達(dá)到一定的速度后，主翼已經(jīng)可以產(chǎn)生足夠的升力，這是升力槳盤朝前，提供牽引力，推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)，尾翼提供控制力矩，保持飛機(jī)平衡和操控。這種方式的缺點(diǎn):I)垂直起飛時(shí)，機(jī)翼仍然保持水平，槳盤有一部分面積與機(jī)翼重疊，使得槳盤升力被抵消一部分，降低了槳的效率，增大了功耗;2)發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力系統(tǒng)安裝在機(jī)翼翼稍，形成了一個(gè)梢部載荷和重量很大的懸臂梁結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)非常容易發(fā)生震動(dòng)，要降低震動(dòng)，就必須增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，這樣就會(huì)大大增加結(jié)構(gòu)重量，同時(shí)限制主翼的展弦比；3)主翼氣動(dòng)效率，也就是升阻比較低。由于布局方式的限制，這種方案的主翼展弦比都比較小，也就使得整機(jī)升阻比較小，這樣會(huì)增大油耗，降低航程，所以這類飛機(jī)的航程雖然比直升機(jī)大，但還是遠(yuǎn)小于同級(jí)別的常規(guī)布局飛機(jī);4)這類飛機(jī)在采用滑行起飛方式時(shí)，由于槳葉太長(zhǎng)，螺旋槳無法完全放到水平位置，這樣會(huì)限制其滑跑方式下的最大起飛重量;5)該飛機(jī)在采用短距滑跑起飛時(shí)，若起飛速度太低，可能因尾翼無法提供足夠舵效而無法起飛，這樣制約了其采用短距起飛模式下的最小起飛距離和離地速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，能夠在不需要較多改動(dòng)現(xiàn)有固定翼飛行器的情況下，實(shí)現(xiàn)固定翼飛行器的垂直起飛。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，包括多軸旋翼飛行器和固定翼飛行器；
[0006]所述多軸旋翼飛行器的機(jī)身底部的中部安裝有若干投放裝置，所述固定翼飛行器的機(jī)身中部安裝有若干懸掛部件；
[0007]所述懸掛部件與所述投放裝置以懸掛方式連接，使得所述固定翼飛行器掛載在所述多軸旋翼飛行器下方；
[0008]所述多軸旋翼飛行器攜帶所述固定翼飛行器垂直起飛至預(yù)設(shè)的高度和速度后，所述投放裝置釋放所述懸掛部件，所述固定翼飛行器脫離所述多軸旋翼飛行器自主飛行。
[0009]優(yōu)選的，所述投放裝置上設(shè)置有若干可移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選的，固定翼飛行器上的所述懸掛部件為位置和直徑均可調(diào)節(jié)的懸掛部件。
[0011]其中，掛載后的多軸旋翼飛行器的螺旋槳與固定翼飛行器的機(jī)翼和機(jī)身均不交置。
[0012]其中，所述多軸旋翼飛行器包括三軸旋翼飛行器、四軸旋翼飛行器、六軸旋翼飛行器以及八軸旋翼飛行器。
[0013]其中，所述投放裝置以及懸掛部件的數(shù)量分別為I?4個(gè)。
[0014]優(yōu)選的，所述投放裝置以及懸掛部件的數(shù)量相等。
[0015]優(yōu)選的，所述投放裝置以及懸掛部件的數(shù)量分別為2個(gè)。
[0016]其中，所述懸掛部件包括掛鉤和掛環(huán)。
[0017]優(yōu)選的，所述投放裝置的下方具有開口朝下的缺口，所述投放裝置包括舵機(jī)和吊桿，所述舵機(jī)的輸出軸通過一連接片與所述吊桿的一端連接，所述吊桿的另一端水平穿過所述缺口；掛載時(shí)，所述懸掛部件懸掛在所述缺口內(nèi)側(cè)的吊桿上。
[0018]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的有益效果是:
[0019]I)固定翼飛行器可以垂直起飛；
[0020]2)可以取消通常固定翼飛機(jī)上的起落架，代之于投放懸掛部件，從而可以大幅降低被投放飛機(jī)的重量；
[0021]3)采用空中投放模式起飛，被投放飛機(jī)所需要的動(dòng)力僅僅需要滿足巡航飛行即可，使得其功率需求降低，從而減小系統(tǒng)重量，提高飛行器航程、航時(shí)和效率；
[0022]4)高空投放起飛，具有較大的勢(shì)能，可以進(jìn)一步提高飛行器的航程航時(shí)；
[0023]5)可以提高固定翼飛行器的最大起飛重量。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)的示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的四軸旋翼飛行器的螺旋槳與固定翼飛行器的機(jī)翼和機(jī)身的相對(duì)位置關(guān)系的示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的投放裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]如圖1所示，一種固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，包括多軸旋翼飛行器I和固定翼飛行器2;多軸旋翼飛行器I的機(jī)身底部的中部安裝有若干投放裝置3，固定翼飛行器的機(jī)身中部安裝有若干懸掛部件4;懸掛部件4與投放裝置3以懸掛方式連接，使得固定翼飛行器2掛載在多軸旋翼飛行器I下方;多軸旋翼飛行器I攜帶固定翼飛行器2垂直起飛至預(yù)設(shè)的高度和速度后，投放裝置3釋放懸掛部件4，固定翼飛行器2脫離多軸旋翼飛行器I自主飛行。
[0029]多軸旋翼飛行器I可以是三軸旋翼飛行器、四軸旋翼飛行器、六軸旋翼飛行器或者八軸旋翼飛行器;較佳的，多軸旋翼飛行器為四軸旋翼飛行器，如圖1和圖2所示。
[0030]懸掛部件4可以是掛環(huán)或者掛鉤，掛環(huán)的直徑大小和掛鉤的承重部的直徑大小可以根據(jù)固定翼飛行器2的機(jī)身大小作適應(yīng)性調(diào)節(jié);較佳地，掛環(huán)或掛鉤為可拆卸掛環(huán)或可拆卸掛鉤。
[0031]較佳的，投放裝置3上設(shè)有若干可移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)，通過該限位機(jī)構(gòu)使得投放裝置3的位置具有可調(diào)節(jié)性，從而可以調(diào)節(jié)母機(jī)多軸旋翼飛行器I與子機(jī)固定翼飛行器2的相對(duì)位置，使得子機(jī)的機(jī)身穩(wěn)固不搖晃，并且保證母機(jī)的螺旋槳與子機(jī)的機(jī)身和機(jī)翼均不存在交疊，如圖2所示，避免母機(jī)上升過程中升力受損，從而降低升空過程中的功耗。另外，子機(jī)上的懸掛部件4的位置也具有可調(diào)節(jié)性，可以選擇調(diào)節(jié)限位機(jī)構(gòu)進(jìn)而調(diào)節(jié)投放裝置的位置，或者調(diào)節(jié)懸掛部件的位置，確保子機(jī)掛載在母機(jī)上后具有最佳的有利于起飛的系統(tǒng)布局，以降低功耗、使子機(jī)具有精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)、增加航程等。
[0032]具體的，子機(jī)與母機(jī)之間懸掛連接的懸掛點(diǎn)的個(gè)數(shù)，即懸掛部件和投放裝置的個(gè)數(shù)分別可以為I?4個(gè)，例如圖1所示為2個(gè)懸掛點(diǎn)的系統(tǒng)示意圖。其中，可移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)的具體形式可以為滑軌或滑槽，輔以開設(shè)多個(gè)螺孔，將投放裝置通過螺栓、螺帽等連接件固定在螺孔中。
[0033]較佳地，如圖3所示，投放裝置3的下方具有開口朝下的缺口32，投放裝置3包括舵機(jī)31和吊桿33，舵機(jī)的輸出軸通過一連接片與吊桿的一端連接，吊桿的另一端水平穿過上述缺口 32 ；掛載時(shí)，懸掛部件4懸掛在缺口內(nèi)側(cè)的吊桿33上。
[0034]起飛前，將配有可拆卸掛鉤或可拆卸掛環(huán)的子機(jī)手動(dòng)懸掛在吊桿33上;待母機(jī)攜帶子機(jī)起飛到一定的高度和/或速度后，可以通過舵機(jī)31的搖臂動(dòng)作控制吊桿橫向運(yùn)動(dòng)，釋放懸掛部件4，放飛子機(jī)。
[0035]通過上述方式，本發(fā)明實(shí)施例的固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)使得固定翼飛機(jī)可以實(shí)現(xiàn)垂直起飛，可以取消固定翼的起落架，使得整機(jī)重量降低；另外，從特定高度例如50?3000米空中投放后，飛機(jī)無需耗費(fèi)起飛爬升的能量。因此，本發(fā)明可以節(jié)省燃油同時(shí)能夠有效降低固定翼飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量，降低功率需求，從而有效提高其航程和航時(shí)。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，其特征在于，包括多軸旋翼飛行器和固定翼飛行器； 所述多軸旋翼飛行器的機(jī)身底部的中部安裝有若干投放裝置，所述固定翼飛行器的機(jī)身中部安裝有若干懸掛部件； 所述懸掛部件與所述投放裝置以懸掛方式連接，使得所述固定翼飛行器掛載在所述多軸旋翼飛行器下方； 所述多軸旋翼飛行器攜帶所述固定翼飛行器垂直起飛至預(yù)設(shè)的高度和/或速度后，所述投放裝置釋放所述懸掛部件，所述固定翼飛行器脫離所述多軸旋翼飛行器自主飛行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述投放裝置上設(shè)置有若干可移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，其特征在于，固定翼飛行器上的所述懸掛部件為位置和直徑均可調(diào)節(jié)的懸掛部件。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，其特征在于，掛載后的多軸旋翼飛行器的螺旋槳與固定翼飛行器的機(jī)翼和機(jī)身均不交疊。5.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述多軸旋翼飛行器包括三軸旋翼飛行器、四軸旋翼飛行器、六軸旋翼飛行器以及八軸旋翼飛行器。6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述投放裝置以及懸掛部件的數(shù)量分別為I?4個(gè)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述投放裝置以及懸掛部件的數(shù)量相等。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述投放裝置以及懸掛部件的數(shù)量分別為2個(gè)。9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述懸掛部件包括掛鉤和掛環(huán)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定翼飛行器垂直起飛輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述投放裝置的下方具有開口朝下的缺口，所述投放裝置包括舵機(jī)和吊桿，所述舵機(jī)的輸出軸通過一連接片與所述吊桿的一端連接，所述吊桿的另一端水平穿過所述缺口；掛載時(shí)，所述懸掛部件懸掛在所述缺口內(nèi)側(cè)的吊桿上。
【文檔編號(hào)】B64C29/00GK106005400SQ201610547803
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】沈旭初
【申請(qǐng)人】綿陽空天科技有限公司