一种无人增雨飞机制造技术

技术编号:18454395 阅读:27 留言:0更新日期:2018-07-18 11:18
本发明专利技术提供了一种无人增雨飞机,无人增雨飞机配备了云粒子探测系统和云宏观成像系统,将探测图像及数据通过空地数据传输系统实时传输到地面控制中心,进行大气条件分析,实现气象探测功能。通过对无人增雨飞机探测所得数据及图像进行分析,若云层具备人工增雨条件,则可对无人增雨机发出人工增雨指令,通过焰条播撒器和焰弹播撒器最终实现人工增雨功能。

【技术实现步骤摘要】
一种无人增雨飞机
本专利技术涉及无人特种飞机领域,特别是一种无人增雨飞机。
技术介绍
目前国内人工增雨作业主要有两种方式:有人驾驶飞机催雨作业和地面炮弹、火箭催雨作业。有人驾驶飞机适合对层状可降水云系连续作业,由多种播撒装置将催化剂直接播入云中。但有人驾驶人工增雨飞机使用及维护成本高,飞行手续繁琐,易受天气条件制约。而无人机是一种既能遥控飞行又能自主飞行的无人驾驶飞行器,其生产成本仅为有人驾驶飞机的5%~15%,飞行成本仅为其1%~5%。具有经济实用、操作灵活、安全可靠、载荷多样化、性能不受人体生理条件限制等优势。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种集气象探测和人工增雨作业等功能为一体的特种无人机。一种无人增雨飞机,采用无后掠式上单翼,机翼平面形状采用矩形翼,翼型采用高升力层流翼型、短舱式机身、双梁支撑式尾翼、单台推进式活塞发动机、三点式起落架布局,无人增雨飞机具备自主起降和按任务航迹规划自主飞行功能,且在任务期间可重新编程或遥控驾驶,机体采用碳纤维和玻璃纤维复合材料热模压成型,无人增雨飞机最大起飞重量不小于1100kg,最大平飞速度200~300km/h,最大续航时间不小于6h,升限不小于6000m,该无人增雨机集成了气象探测系统和增雨作业播撒系统,使气象探测和人工增雨作业功能合为一体。气象探测系统包括机身头部装有前伸式综合气象测量系统探头;左侧机身中段装有云粒子谱探头(CDP)和后向散射云维物理特性探头(BCP);右侧机身中段装有气溶胶粒子谱仪(PCASP-100X+SPP200);机身中段顶部左侧装有云粒子组合探头(CIP);机身中段顶部右侧装有降水粒子图像探头(PIP);机身前段顶部装有广角云宏观成像仪;机身后段顶部和腹部各装一部非致冷红外热成像仪。增雨作业播撒系统包括左右机翼各吊挂一个焰条播撒器和机身腹部安装一个焰弹播撒器,在保证焰条播撒作业的前提下,焰条播撒器采用圆锥型头部,圆柱型中段,收缩型尾锥,焰条播撒器满足一定长细比,焰条播撒器弦向安装头部凸出机翼前缘,焰条播撒器主要用来进行碘化银或暖云焰剂的催化播撒,通过碘化银复合焰剂电击点火燃烧产生大量碘化银气溶胶,生成表面成冰活性强,成核率高的云气溶胶质粒,焰剂通过无人机定向往云中播撒,通过飞机的动力扩散,具有一定的催化深度;焰弹播撒器中间等值段采用倒三角锥形切面设计,左右两侧可各装载100枚焰弹,等值段前后带整流罩,整流罩中可安装播撒点火和控制设备,焰弹播撒器整体外形光滑流线。焰弹播撒器主要用来进行银焰剂播撒,通过碘化银复合焰剂燃烧产生大量碘化银气溶胶,焰弹垂直安装面斜向下发射,发射具有一定的射程,向云中播撒后,焰弹燃烧下落,有一定的催化深度。该无人增雨飞机配备了云粒子探测系统和云宏观成像系统,将探测图像及数据通过空地数据传输系统实时传输到地面控制中心,进行大气条件分析,实现气象探测功能。通过对无人增雨飞机探测所得数据及图像进行分析,若云层具备人工增雨条件,则可对无人增雨机发出人工增雨指令,通过焰条播撒器和焰弹播撒器最终实现人工增雨功能。附图说明图1左侧视图图2右侧视图图3前视图图4后视图图5俯视图图6仰视图图7任务设备布局示意图一图8任务设备布局示意图二图9长航时焰条布局示意图图中编号说明:101、综合气象测量系统探头;102、后向散射云维物理特性探头;103、云粒子组合探头;104、降水粒子图像探头;105、广角云宏观成像仪;106、非致冷红外热成像仪;107、焰条播撒器;108、焰弹播撒器;109、气溶胶粒子谱仪具体实施方式根据本专利技术,所述无人增雨飞机采用无后掠式上单翼(机翼平面形状采用矩形翼,外形简洁、工艺简单、成本低;翼型采用高升力层流翼型,具有较低的巡航阻力、爬升升阻比大、最大升力系数高、失速特性比较缓和)、短舱式机身、双梁支撑式尾翼、单台推进式活塞发动机、三点式起落架布局(具体见附图1~6),该无人机具备自主起降和按任务航迹规划自主飞行功能,且在任务期间可重新编程或遥控驾驶。为减轻机体重量,提高任务载荷,并且考虑机内天线设备透波性要求,机体采用碳纤维和玻璃纤维复合材料热模压成型。该无人增雨飞机最大起飞重量不小于1100kg,最大平飞速度200~300km/h,最大续航时间不小于6h,升限不小于6000m。为满足对大气云粒子的探测需求,所述无人增雨机上配置了大气云粒子探测系统和广角成像系统(具体见附图7~8):机身头部装有前伸式综合气象测量系统探头(ADP)101,主要用于与云降水微物理测量数据相配套的大气温压湿风和飞机运动参数的测量,探测内容包括空速、攻角、侧滑角、气压和相对湿度,以及飞机的GPS信息。左侧机身中段装有云粒子谱探头(CDP)和后向散射云维物理特性探头(BCP)102,CDP主要是对2~50um的云粒子进行测量,而BCP主要是对5~75um的云粒子尺度谱进行测量,测算这一范围云粒子的总数浓度、液态水含量、中值直径、有效直径等数据。右侧机身中段装有气溶胶粒子谱仪(PCASP-100X+SPP200)109,PCASP-100X用于对直径为0.1~3um范围内的大气气溶胶粒子径谱进行测量,而SPP200加装在PCASP-100X上主要用来监测采样气流和鞘气。机身中段顶部左侧装有云粒子组合探头(CIP)103,主要是测量15~930um的云粒子谱及其粒子二维图像,包括液态水含量(测量范围0.01~3g/m3)、温度、气压、相对湿度传感器。机身中段顶部右侧装有降水粒子图像探头(PIP)104,分辨率为100um,能测量大小介于100~6200um的大气粒子,主要用于云中较大水粒子浓度和大小及图像的测量。能够测量降水粒子的尺寸和形状、产生降水粒子的二维图像和一维粒子谱。机身前段顶部装有广角云宏观成像仪105,对飞机前方固定范围内的云轮廓进行拍摄,实现云宏观成像,有防抖动功能。机身后段顶部和腹部各装一部非致冷红外热成像仪106,用于对载机上方和下方的云层,观测云层的分布及变化。为实现人工增雨的目的,所述无人增雨机上装备增雨作业播撒系统(具体见附图7~8):左右机翼各吊挂一个焰条播撒器107,每个播撒器能够各携带20根焰条,为满足不同增雨作业需求,也可选挂直径及重量较小的焰条播撒器107(具体见附图9),每个播撒器可携带10根焰条,减轻了任务载荷,增加续航时间。焰条播撒器主要用来进行碘化银或暖云焰剂的催化播撒,通过碘化银复合焰剂电击点火燃烧产生大量碘化银气溶胶,生成表面成冰活性强,成核率高的云气溶胶质粒。焰剂通过无人机定向往云中播撒,通过飞机的动力扩散,具有一定的催化深度。机身腹部安装一个焰弹播撒器108,前后带整流罩,中间等直段左右两侧可各装载100枚焰弹。主要用来进行银焰剂播撒,通过碘化银复合焰剂燃烧产生大量碘化银气溶胶。焰弹垂直安装面斜向下发射,发射具有一定的射程,向云中播撒后,焰弹燃烧下落,有一定的催化深度。根据本专利技术,无人增雨飞机配备了云粒子探测系统和云宏观成像系统,将探测图像及数据通过空地数据传输系统实时传输到地面控制中心,进行大气条件分析,实现气象探测功能。通过对无人增雨飞机探测所得数据及图像进行分析,若云层具备人工增雨条件,则可对无人增雨机发出人工增雨指令,通过焰条播撒器和焰弹播撒器最终实现人工增雨功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人增雨飞机,采用无后掠式上单翼,机翼平面形状采用矩形翼,翼型采用高升力层流翼型、短舱式机身、双梁支撑式尾翼、单台推进式活塞发动机、三点式起落架布局,无人增雨飞机具备自主起降和按任务航迹规划自主飞行功能,且在任务期间可重新编程或遥控驾驶,机体采用碳纤维和玻璃纤维复合材料热模压成型,无人增雨飞机最大起飞重量不小于1100kg,最大平飞速度200~300km/h,最大续航时间不小于6h,升限不小于6000m,其特征在于无人增雨机集成了气象探测系统和增雨作业播撒系统,使气象探测和人工增雨作业功能合为一体。

【技术特征摘要】
1.一种无人增雨飞机,采用无后掠式上单翼,机翼平面形状采用矩形翼,翼型采用高升力层流翼型、短舱式机身、双梁支撑式尾翼、单台推进式活塞发动机、三点式起落架布局,无人增雨飞机具备自主起降和按任务航迹规划自主飞行功能,且在任务期间可重新编程或遥控驾驶,机体采用碳纤维和玻璃纤维复合材料热模压成型,无人增雨飞机最大起飞重量不小于1100kg,最大平飞速度200~300km/h,最大续航时间不小于6h,升限不小于6000m,其特征在于无人增雨机集成了气象探测系统和增雨作业播撒系统,使气象探测和人工增雨作业功能合为一体。2.根据权利要求1所述的一种无人增雨飞机,其特征在于所述气象探测系统包括机身头部装有前伸式综合气象测量系统探头;左侧机身中段装有云粒子谱探头(CDP)和后向散射云维物理特性探头(BCP);右侧机身中段装有气溶胶粒子谱仪(PCASP-100X+SPP200);机身中段顶部左侧装有云粒子组合探头(CIP);机身中段顶部右侧装有降水粒子图像探头(PIP);机身前段顶部装有...

【专利技术属性】
技术研发人员:任卫国林培鹏郑颖
申请(专利权)人:西安飞机工业集团有限责任公司
类型:发明
国别省市:陕西,61

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