CN102442432A - 一种组合式高空精确空投系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种组合式高空精确空投系统，它是由可控翼伞飞行器组件、可拆装动力组件和可拆装圆伞组件组成。从高空投放后，由系统自主控制，并安全、精确地降落到目的地。在飞行环境和降落环境都良好的条件下，只使用可控翼伞飞行器组件执行任务，以便减轻系统的飞行重量，简化系统，将可控翼伞飞行器组件与可拆装动力组件组合，可以适应恶劣的飞行环境，还可以延长飞行投放距离。将可控翼伞飞行器组件与可拆装圆伞组件组合，系统可以在到达降落点低空空域时打开圆伞，实现缓和降落，可适应恶劣的降落环境。将三个组件组合，不仅可以适应恶劣的飞行环境，延长飞行投放距离，还可以适应恶劣的降落环境，实现缓和降落。它的优点是功能多，可适用范围广。
Description
技术领域
本发明是一种组合式高空精确空投系统，属于飞行器的结构技术领域。
背景技术
在作战前线需要物资补充，或自然灾害地需要物资救援时，通常要使用精确的空投系统将物资投送到目的地。目前，国内外广泛使用的空投系统有两种，其一是可控翼伞飞行器，如美国的“缟玛瑙”自主制导翼伞系统等，其二是圆形降落伞。可控翼伞飞行器虽然飞行过程可控，但是由于其伞翼面积受限制，降落冲击力大，且由于降落条件要求高，在遭遇恶劣的降落环境时，物资容易受损；可控翼伞飞行器不带动力，尤其在遭遇恶劣的飞行环境时，飞行距离大大缩减，经常发生物资投送不到目的地的情况；圆形降落伞虽然伞翼面积大，降落冲击力小，但是其飞行方向不可控，容易丢失空投物资。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种组合式高空精确空投系统，其目的是通过分析空投环境的大气采集数据、空投距离和空投高度等条件，对飞行器上的组件采取组合方式进行配制以适用于各种飞行任务，实现既能简单可靠、重量轻，又能满足空投任务的要求，制定飞行方案，从高空投放后由系统自主控制，并安全、精确地降落到目的地。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种组合式高空精确空投系统，主要包括机身、三点式起落架、自动驾驶系统和可控翼伞组件，其特征在于：可控翼伞组件由滑翔翼伞伞头、滑翔翼伞绳、滑翔翼伞伞舱、操纵绳控制器和操纵绳组成，滑翔翼伞伞头由滑翔翼伞绳维持空中展开形态，滑翔翼伞伞舱安装在机身上，其开启装置与自动驾驶系统通过电缆连接并由自动驾驶系统实施控制，操纵绳控制器安装在机身的两侧，也通过电缆连接自动驾驶系统并由自动驾驶系统控制操纵绳控制器拉动两组操纵绳，操纵绳牵动滑翔翼伞伞头的左右后缘以控制滑翔翼伞伞头的飞行姿态。
根据不同的使用环境，将上述可控翼伞组件和机身部分作为主体飞行系统，在机身的后端可再安装可拆装的螺旋桨动力推进器，动力推进器的螺旋桨外围安装有保护圈，组合成一个新的飞行系统。
同样，根据不同的使用环境，将上述可控翼伞组件和机身部分作为主体飞行系统，在机身上可再安装可拆装的圆伞伞舱，由圆伞伞舱释放的圆形伞通过圆伞伞绳维持其在空中的形状，圆伞伞舱的开启装置与自动驾驶系统通过电缆连接并由自动驾驶系统实施控制，组合成又一个新的飞行系统。
还可以将上述螺旋桨动力推进器和圆伞伞舱同时安装在可控翼伞组件和机身部分作为主体飞行系统中，构成最完整的飞行系统。
总之，本发明的特点是实现各组件模块化设计，可以将各组件快捷地自由组合，既不浪费多余资源的使用，将系统尽可能简化而达到可靠性最高，又能组合各部件功能以满足任务需求。
附图说明
图1为本发明飞行系统的飞行过程示意图
图2为本发明系统中可控翼伞组件与动力组件组合的示意图
图3为图2的右视图；
图4为本发明系统中可控翼伞组件与动力组件、圆伞组件组合示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1～4所示，该种组合式高空精确空投系统，主要包括机身4、三点式起落架8、自动驾驶系统3和可控翼伞组件，其特征在于：可控翼伞组件由滑翔翼伞伞头1、滑翔翼伞绳2、滑翔翼伞伞舱6、操纵绳控制器7和操纵绳5组成，滑翔翼伞伞头1由滑翔翼伞绳2维持空中展开形态，滑翔翼伞伞舱6安装在机身4上，其开启装置与自动驾驶系统3通过电缆连接并由自动驾驶系统3实施控制，操纵绳控制器7安装在机身4的两侧，也通过电缆连接自动驾驶系统3并由自动驾驶系统3控制操纵绳控制器7拉动两组操纵绳5，操纵绳5牵动滑翔翼伞伞头1的左右后缘以控制滑翔翼伞伞头1的飞行姿态。
在机身4的后端安装螺旋桨动力推进器10，动力推进器10的螺旋桨外围安装有保护圈9。
在机身4上安装有圆伞伞舱13，由圆伞伞舱13释放的圆形伞11通过圆伞伞绳12维持其在空中的形状，圆伞伞舱13的开启装置与自动驾驶系统3通过电缆连接并由自动驾驶系统3实施控制。
从高空投放后，由自动驾驶系统3执行飞行方案过程中各单元的控制，主要控制的单元有滑翔翼伞伞舱6的开伞装置、操纵绳控制器7、动力推进器10和圆伞伞舱13的开伞装置。在空投前，滑翔翼伞伞头1、滑翔翼伞伞绳2和操纵绳5折叠放入滑翔翼伞伞舱6中，从飞机上投放下来后，由自动驾驶系统3控制滑翔翼伞伞舱6的开伞装置，在某时间段将滑翔翼伞伞头1和滑翔翼伞伞绳2释放出来，并通过气动力将滑翔翼伞伞头1展开。飞行中由滑翔翼伞伞头1提供气动升力。飞行中由操纵绳控制器7拉动左右两根操纵绳5，操纵绳5牵动滑翔翼伞伞头1的左右后缘使其变形，由滑翔翼伞伞头1的变形引起气动力的变化，从而控制飞行器的飞行姿态。在将可拆装动力组件与可控翼伞组件组合时，是通过简单的螺栓安装方式将螺旋桨保护圈9和动力推进器10的结构体与机身4的结构体连接在一起，并通过电子接插件将动力推进器10的电控组与自动驾驶系统连接在一起，由自动驾驶系统3控制动力组件中动力推进器10的动力大小，从而影响飞行姿态。在将可拆装圆伞组件与可控翼伞组件组合时，是将圆形伞头11和圆伞伞绳12折叠起来放入圆伞伞舱13中，再将圆伞伞舱13通过螺栓安装在机身4上面，自动驾驶系统3控制圆伞伞舱13的开伞装置，在到达降落点低空空域的某时间段将圆形伞头11和圆伞伞绳12释放出来，并通过气动力将圆形伞头11展开，圆形伞头11产生的气动缓冲力减缓了飞行器的下落速度，从而达到缓和降落的目的。
在飞行环境和降落环境都良好的条件下，只使用可控翼伞组件执行任务，不增加多余的组件，以便减轻系统的飞行重量，简化系统，提高系统可靠性系数。在飞行环境恶劣的情况下，将可控翼伞组件与可拆装动力组件组合，为系统提供前进推力，可以延长飞行距离，确保能飞行到降落范围。在降落环境恶劣或降落环境不可知的情况下，将可控翼伞组件与可拆装圆伞组件组合，系统可以在到达降落点低空空域时打开圆伞，实现缓和降落，确保空投物资不受损伤。将三个组件组合，不仅可以适应恶劣的飞行环境，延长飞行投放距离，还可以适应恶劣的降落环境，实现缓和降落。
如图1所示，本发明系统在将可控翼伞组件与可拆装动力组件、可拆装圆伞组件组合为一个系统执行空投任务的实施例中，共经历四个阶段。①先是系统在高空被投出货仓，②然后系统打开滑翔翼伞伞头进行滑翔飞行，③系统在遭遇恶劣天气状况以致于无法滑翔至降落范围时，启动动力组件修正航线，④最后到达降落点低空空域时打开圆伞组件的伞头实现缓和降落。
与现有技术相比，本发明既解决了常规可控翼伞飞行器在遭遇恶劣飞行环境而无法抵达目的地的问题，又解决了常规可控翼伞飞行器在遭遇恶劣降落环境而无法安全降落的问题，也解决了常规圆形降落伞不可控制飞行方向而丢失物资的问题。
Claims (3)
1.一种组合式高空精确空投系统，主要包括机身(4)、三点式起落架(8)、自动驾驶系统(3)和可控翼伞组件，其特征在于：可控翼伞组件由滑翔翼伞伞头(1)、滑翔翼伞绳(2)、滑翔翼伞伞舱(6)、操纵绳控制器(7)和操纵绳(5)组成，滑翔翼伞伞头(1)由滑翔翼伞绳(2)维持空中展开形态，滑翔翼伞伞舱(6)安装在机身(4)上，其开启装置与自动驾驶系统(3)通过电缆连接并由自动驾驶系统(3)实施控制，操纵绳控制器(7)安装在机身(4)的两侧，也通过电缆连接自动驾驶系统(3)并由自动驾驶系统(3)控制操纵绳控制器(7)拉动两组操纵绳(5)，操纵绳(5)牵动滑翔翼伞伞头(1)的左右后缘以控制滑翔翼伞伞头(1)的飞行姿态。
2.根据权利要求1所述的组合式高空精确空投系统，其特征在于：在机身(4)的后端安装螺旋桨动力推进器(10)，动力推进器(10)的螺旋桨外围安装有保护圈(9)。
3.根据权利要求1所述的组合式高空精确空投系统，其特征在于：在机身(4)上安装有圆伞伞舱(13)，由圆伞伞舱(13)释放的圆形伞(11)通过圆伞伞绳(12)维持其在空中的形状，圆伞伞舱(13)的开启装置与自动驾驶系统(3)通过电缆连接并由自动驾驶系统(3)实施控制。
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