CN106892131A - 一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机 - Google Patents

Abstract

一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，包括车体、左中轮、左后轮、左前轮、驾驶室、液压主体架、弹射架、摄像回传装置、声控装置、机体、带降落伞尾翼、发射装置、控制室、机头、无人机天线、带电机组合式螺旋桨、右后轮、右中轮、右前轮，其无人机发射装置搭载在车体上，具有隐蔽性好、通用性强、维护方便、战场适应性好、机动灵活、可靠性高的特点，并能适用于发射不同起飞重量和起飞速度要求的中小型无人机，作为一种新型的车载弹射式无人机，提高现有无人机的总体技术水平,拓宽了无人机的应用前景，同时作为青少年国防科技研究专用，为青少年展示了国防装备领域的前沿科技水平，促进了国防教育的推广和发展。

Description

一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机

技术领域

本发明涉及国防教育模型领域，尤其涉及一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机。

背景技术

自20世纪30年代以来，无人机的发展和使用已有超过90年的历史，经历了20世纪漫长的萌芽期和酝酿期之后，无人机在21世纪初迎来高速成长期，并逐步从军用领域扩展到了民用领域，如今，民用无人机已在应急救援、环境检测、电力巡线、航拍测绘、农业植保等多个领域得到广泛应用。

国内从事无人机行业的企事业单位就超过200家，在短短半年的时间里，无人机从蓝海变成了红海，与此同时，无人机需求也将迅速增长，预计我国军用和民用无人机将由2013年的6.2亿美元增至2022年的22.8亿美元，需求总额将超过134亿美元，年均复合增长达15.57%，无人机未来发展前景向好，我国民用无人机市场大致经历了三个阶段，第一阶段的早期市场需求由军用垄断，惯性组建、控制系统技术不成熟，成本高，上世纪80年代初，西北工业大学D-4固定翼无人机为地图测绘和地质勘探作了尝试。第二阶段是上世纪90年代至本世纪初，部分企业对无人机进行探索，市场开始向民用“渗透”，出现了低端民用小型无人机。1998年，南航在珠海航展中展出的“翔鸟”无人直升机，其用途就包含有森林火警探测和渔场巡逻。第三阶段就是当前的情况，即军用需求饱满的同时，民用领域遍地开花，只是尚未找到合适的盈利模式。未来部分军工企业将涉足民用领域，凭借技术优势占据部分市场，民营企业也将通过技术、市场、资质竞争优胜劣汰，发展出几家骨干企业。

目前，我国民用无人机共有130余家研制单位和15000架使用量，民用无人机的种类也逐渐丰富，包括固定翼无人机、旋翼无人机、飞艇无人机等。而上述成果，在很大程度上是高空、高速、中远程、长航时、大载荷等军用无人机技术逐渐向民用“渗透”的结果。经过几年的发展，当前无人机的应用范围已涉及国土资源调查、环境监测、水情监测、救灾等多个领域。据不完全统计，目前国内无人机仅民用市场大概有几亿元的量级，面对这一正在兴起的市场，相关企业和科研机构也纷纷进驻民用无人机领域，其中农林植保和电力能源巡检这两个领域在目前已表现出较为迫切的需求趋势，且具备较为可观的市场规模前景，而考虑到无人机现阶段的技术已大可满足，故预计供需的契合度较高。在其他相对小众的民用领域方面，无人机凭借其优势，预计也将会在消防救灾、公安系统、国土测绘、气象环保监测、包裹派送等方面一展身手。

无人机行业未来发展有三大趋势。首先是民用无人机领域增速将超过军用领域，随着对无人机应用价值认知程度的加深，无人机在遥感测绘、边海防、森林防火、管道巡线、警务执法等方面的应用已开始起步，并呈现出迅猛发展之势。据预测，全球民用无人机的市场需求将以年均近30%的速度快速递增。其次，无人机未来的发展，将持续降低制造成本、学习成本，随着技术的不断成熟与进步，机体制造的成本费用将不断降低，售价也将更加亲民；同时无人机自主性能不断提高，用户学习成本下降，操作变得更加简单易用。最后，无人机企业将改变单一的经营模式，营收来源更加多元，减少企业风险，扩大营收规模；目前无人机仍是一个高风险、高损耗的行业，使用寿命较短，对操作人员有着专业性要求，因此在后期客户维护中可以获得常规性收入。

目前无人机弹射方式主要采用气液压弹射、电磁弹射和火箭助推起飞的方式，气液压弹射是近年来国际上出现的一种先进的无人机发射方式，与常用的方式相比，具有安全隐蔽性好、经济性好、适应性好等优点，不会产生光、声、热、烟雾等信号，便于起飞场地的隐蔽，不存在火控器材的存储、运输和管理问题，且每次进行无人机发射时消耗性器材及支援保障的费用较低，另外在一定范围内通过调节蓄能器充气压力和充油压力便可适应于不同无人机起飞重量和起飞速度的使用要求。气液压弹射起飞装置可安装于载车上，便于机动作战和运输转移，由此装置又具有很好的机动灵活性。国外最先把气液压弹射起飞技术应用于无人机发射系统，由于技术复杂、难度较大，只有美国、英国和瑞士等几个国家掌握此项技术，我国也开展了无人机气液压弹射起飞技术的研究工作。无人机气液压弹射系统主要由气液压能源系统、滑行小车系统、缓冲吸能系统、弹射架系统、滑轮增速系统、卸荷控制机构、释放机构、无人机锁闭机构、电气控制系统等多个分系统组成，其工作原理是由气液压能源系统为无人机弹射提供动力，以滑行小车系统为运动载体在弹射架上进行加速至无人机安全起飞速度，当滑行小车与无人机一起运动的速度达到起飞速度时，卸荷控制机构切断动力源，滑行小车被缓冲吸能系统阻挡而急剧减速，而无人机则在惯性和发动机推力的作用下以起飞速度从滑行小车上分离起飞。

电磁发射技术是将电能转化为电磁能，进而转化为抛体动能，借助电磁力做功，把物体发射出去，从而完成对物体推进的技术，电磁发射技术在多种领域都具有广泛的应用前景。作陆基战术武器，可用于反坦克，战术防空，对付敌战略轰炸机、巡航导弹、各种战术弹道导弹等；作舰载武器，可对付低空突防的飞机和掠海导弹等；作天基战略武器，可拦截敌方洲际弹道导弹，摧毁敌军事卫星等；此外，还可以安装到航母上弹射飞机，其质量仅为传统的蒸汽弹射器的十分之一；用于弹射无人机、导弹等，可实现精确控制；用于坦克、装甲车辆的主动防护系统的拦截器，可实现精确的点对点拦截。电磁发射与以往的发射方式相比具有出口速度高、效率高、可控性好、发射成本低、准备周期短、发射隐蔽等优点。因此它在科学实验、武器装备、导弹防御系统、空间应用、飞机弹射等许多领域内有其广泛的应用前景。

电磁发射技术综合了电源技术、开关技术、材料技术和测控技术等众多学科，每项技术的突破都会有力地推进电磁发射技术的发展。相应的电源技术、开关技术、材料技术、电枢弹丸技术的进展也制约着电磁发射技术实用化的脚步。电磁弹射起飞技术作为一种新概念的无人机发射技术，其本质是基于直线电机原理，大多数车载无人机的发射质量一般都在1000 kg以内，发射速度一般低于80 m/s，对这样的发射质量和发射速度，目前的直线电机技术和高功率脉冲电源技术完全能为工程应用提供技术保障，因此，采用电磁弹射起飞方式在技术上是可行的。电磁弹射系统是一种新兴的发射优化系统，是对传统弹射技术的重大突破，改变了常规的发射方式。电磁弹射应用电磁能驱动物体，就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，理论分析证明，其可以对大型物体进行高速弹射。现有的电磁弹射技术和高功率脉冲电源技术完全能为工程应用提供技术保障。 无人机电磁弹射系统大体上可分为电气系统和机械系统两部分，其中电气系统包括储能分系统、电力调节分系统、弹射电动机分系统、测控分系统以及信息接口分系统；机械系统由滑行小车系统、缓冲吸能系统、弹射架系统、卸荷控制机构、释放机构、无人机锁闭机构等多个分系统组成。与现有的无人机气、液压弹射系统相比，机械系统基本相同，仅存在尺寸、外形的小范围修改，不需要改动机械原理，继承性好。对电气系统来说，只需要将弹射电动机替换气、液压作动装置，电源替换气、液压源，并更换相应的测控装置即可。这样一方面引进了先进的电磁发射技术；另一方面最大程度借鉴了原有无人机气、液压弹射成熟技术，具有良好的继承性，易于实现。无人机起飞速度低，规避了电磁发射装置高速时难以避免的速度趋肤效应、转捩和轨道烧蚀等问题，同时规避了高速时的测控难题。无人机较低的起飞速度，使得无人机电磁弹射技术相对其他电磁发射技术在实用化上具有先天的优势，无人机电磁弹射技术比其他电磁发射技术具有起飞速度低、起飞质量范围大、发射动能小、发射频率低、电源小、加速度小、电流小等技术特点。这些技术特点，相对其他电磁发射技术而言，降低了对电源、材料、开关的技术要求，同时低速优势以及良好的继承性都有力地支持了无人机电磁弹射的实用化。可以预计，无人机电磁弹射技术(至少是小型无人机电磁弹射技术)将在电磁弹射技术中最早走向实用，并有力推进航母电磁飞机弹射等相关领域技术的进步。

本发明通过对现有的无人机弹射方式的研究和未来发展趋势，设计了一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，并配有摄像回传装置可传输无人机监控画面，还设有降落伞尾翼保护无人机在受到打击后能及时打开降落伞降低机体损伤，其无人机发射装置搭载在车体上，具有隐蔽性好、通用性强、维护方便、战场适应性好、机动灵活、可靠性高的特点，并能适用于发射不同起飞重量和起飞速度要求的中小型无人机，且本发明对车载弹射式无人机的设计与研究对提高我国无人机的总体技术水平，拓宽我国无人机的应用前景具有非常重要的意义，也填补了我国航空科学研究领域的空白，本发明同时也作为佛山市三水区希望火炬教育科技有限公司编辑的《中国中小学国防科技研究读本》配套的国防教育和青少年国防科技研究的模型，其为青少年展示了一种新型的车载弹射式无人机简单化运作过程，提高了青少年对国防事业的关注度和认知度，为更好地培养军民融合技术领域的科研后备人才。

发明内容

本发明提供了一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机。

本发明的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其技术方案如下：

本发明的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，包括车体、左中轮、左后轮、左前轮、驾驶室、液压主体架、弹射架、摄像回传装置、声控装置、机体、带降落伞尾翼、发射装置、控制室、机头、无人机天线、带电机组合式螺旋桨、右后轮、右中轮、右前轮，所述车体下端左侧从前至后依次设有左前轮、左中轮、左后轮，所述车体下端右侧从前至后依次设有右前轮、右中轮、右后轮，所述车体前端设有驾驶室，所述液压主体架后端内部设有控制室，所述车体上端设有液压主体架，所述液压主体架上端设有弹射架，所述弹射架后端设有发射装置，所述上端设有机体，所述机体后端设有带降落伞尾翼，所述弹射架上端设有机体，所述机体后端设有带降落伞尾翼，所述机体前端设有机头，所述机头下端并列设有摄像回传装置和声控装置，所述机头上端设有无人机天线，所述无人机天线上端前方设有带电机组合式螺旋桨。

进一步所述的液压主体架为液压装置，用于调整弹射架的发射角度。

进一步所述的弹射架为弹射装置，用于将无人机快速弹射至空中进行巡逻和部署。

进一步所述的摄像回传装置可即时传输无人机的监控画面给地面指挥中心。

进一步所述的声控装置设有远程声控接收器，从而可通过声音指令完成对无人机的操控。

进一步所述的带降落伞尾翼可保护无人机在受到打击后能及时打开降落伞降低机体所受损伤。

进一步所述的无人机天线可用于接收无线电信号从而远程完成操控无人机的目的。

进一步所述的发射装置为弹射启动装置，当发射装置启动时，可启动液压主体架调整弹射架的发射角度并将无人机快速弹射至空中。

进一步所述的带电机组合式螺旋桨，其螺旋桨配置有专用电机用于给螺旋桨提供驱动力，驱动无人机飞行。

本发明一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其有益效果和优特点在于：配有摄像回传装置可传输无人机监控画面，还设有降落伞尾翼保护无人机在受到打击后能及时打开降落伞降低机体损伤，其无人机发射装置搭载在车体上，具有隐蔽性好、通用性强、维护方便、战场适应性好、机动灵活、可靠性高的特点，并能适用于发射不同起飞重量和起飞速度要求的中小型无人机，且本发明对车载弹射式无人机的设计与研究对提高我国无人机的总体技术水平，拓宽我国无人机的应用前景具有非常重要的意义，作为一种新型的车载弹射式无人机，也填补了我国航空科学研究领域的空白，同时作为青少年国防科技研究专用模型，为青少年展示了国防装备领域的前沿科技水平，促进了国防教育的推广和发展。

附图说明

图1为本发明一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机的左视结构示意图。

图2为本发明一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机的右视结构示意图。

图示说明：

车体1、左中轮2、左后轮3、左前轮4、驾驶室5、液压主体架6、弹射架7、摄像回传装置8、声控装置9、机体10、带降落伞尾翼11、发射装置12、控制室13、机头14、无人机天线15、带电机组合式螺旋桨16、右后轮17、右中轮18、右前轮19。

具体实施方式

实施例1：

根据附图1、附图2所示的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，包括车体1、左中轮2、左后轮3、左前轮4、驾驶室5、液压主体架6、弹射架7、摄像回传装置8、声控装置9、机体10、带降落伞尾翼11、发射装置12、控制室13、机头14、无人机天线15、带电机组合式螺旋桨16、右后轮17、右中轮18、右前轮19，所述车体1下端左侧从前至后依次设有左前轮4、左中轮2、左后轮3，所述车体1下端右侧从前至后依次设有右前轮19、右中轮18、右后轮17，所述车体1前端设有驾驶室5，所述液压主体架6后端内部设有控制室13，所述车体1上端设有液压主体架6，所述液压主体架6上端设有弹射架7，所述弹射架7后端设有发射装置12，所述弹射架7上端设有机体10，所述机体10后端设有带降落伞尾翼11，所述机体10前端设有机头14，所述机头14下端并列设有摄像回传装置8和声控装置9，所述机头14上端设有无人机天线15，所述无人机天线15上端前方设有带电机组合式螺旋桨16，所述液压主体架6为液压装置，用于调整弹射架7的发射角度，所述弹射架7为弹射装置，用于将无人机快速弹射至空中进行巡逻和部署，所述摄像回传装置8可即时传输无人机的监控画面给地面指挥中心，所述声控装置9设有远程声控接收器，从而可通过声音指令完成对无人机的操控，所述带降落伞尾翼11可保护无人机在受到打击后能及时打开降落伞降低机体所受损伤，所述无人机天线15可用于接收无线电信号从而远程完成操控无人机的目的，所述发射装置12为弹射启动装置，当发射装置12启动时，可启动液压主体架6调整弹射架7的发射角度并将无人机快速弹射至空中，所述带电机组合式螺旋桨16，其螺旋桨配置有专用电机用于给螺旋桨提供驱动力，驱动无人机飞行。

上述所述的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机为网络游戏虚拟军事装备道具中的创意动漫军模衍生品模型，采用陶瓷、金属、塑料、PVS材料制作，无任何火药、无任何机械及气体击发装置，无任何实际运用发射装置和功能，整套车载弹射式无人机作为模型装置用于青少年国防科技研究无污染，无公害，非致命性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其特征在于：包括车体(1)、左中轮(2)、左后轮(3)、左前轮(4)、驾驶室(5)、液压主体架(6)、弹射架(7)、摄像回传装置(8)、声控装置(9)、机体(10)、带降落伞尾翼(11)、发射装置(12)、控制室(13)、机头(14)、无人机天线(15)、带电机组合式螺旋桨(16)、右后轮(17)、右中轮(18)、右前轮(19)，所述车体(1)下端左侧从前至后依次设有左前轮(4)、左中轮(2)、左后轮(3)，所述车体(1)下端右侧从前至后依次设有右前轮(19)、右中轮(18)、右后轮(17)，所述车体(1)前端设有驾驶室(5)，所述液压主体架(6)后端内部设有控制室(13)，所述车体(1)上端设有液压主体架(6)，所述液压主体架(6)上端设有弹射架(7)，所述弹射架(7)后端设有发射装置(12)，所述弹射架(7)上端设有机体(10)，所述机体(10)后端设有带降落伞尾翼(11)，所述机体(10)前端设有机头(14)，所述机头(14)下端并列设有摄像回传装置(8)和声控装置(9)，所述机头(14)上端设有无人机天线(15)，所述无人机天线(15)上端前方设有带电机组合式螺旋桨(16)。

2.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其特征在于：所述的液压主体架(6)为液压装置，用于调整弹射架(7)的发射角度。

3.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其特征在于：所述的弹射架(7)为弹射装置，用于将无人机快速弹射至空中进行巡逻和部署。

4.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其特征在于：所述的摄像回传装置(8)可即时传输无人机的监控画面给地面指挥中心。

5.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其特征在于：所述的声控装置(9)设有远程声控接收器，从而可通过声音指令完成对无人机的操控。

6.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其特征在于：所述的带降落伞尾翼(11)可保护无人机在受到打击后能及时打开降落伞降低机体所受损伤。

7.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其特征在于：所述的无人机天线(15)可用于接收无线电信号从而远程完成操控无人机的目的。

8.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其特征在于：所述的发射装置(12)为弹射启动装置，当发射装置(12)启动时，可启动液压主体架(6)调整弹射架(7)的发射角度并将无人机快速弹射至空中。

9.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的车载弹射式无人机，其特征在于：所述的带电机组合式螺旋桨(16)，其螺旋桨配置有专用电机用于给螺旋桨提供驱动力，带动无人机飞行。