一种无人机空基拖曳网式回收装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机空基拖曳网式回收装置与方法。该装置包括可收放式安装支架、两部航空绞车、两根拖缆、拖曳网、卷网装置和一拖曳网稳定系统。本发明专利技术借助拖缆拖靶技术和拖曳网稳定系统，回收时，通过两部航空绞车同步释放拖缆，将安装在两根拖缆之间的拖曳网展开，在稳定拖靶的作用下拖曳网保持稳定姿态。当无人机撞网后，无人机随拖曳网的回收实现空基回收。可以实现一定数量的无人机同时回收，缩短了无人机集群在回收过程中消耗的时间提高回收效率，也降低了对无人机以及母机的损伤风险。拖曳网面积大，对无人机回收精度要求低，易于实现。

An unmanned aerial vehicle (UAV) air base towing network recovery device and method

【技术实现步骤摘要】
一种无人机空基拖曳网式回收装置与方法
本专利技术包括一套基于拖靶系统的无人机空基拖曳网式回收装置与方法，属于航空飞行器技术的无人机回收领域。
技术介绍
自20世纪30年代起，人们就开始向往实现飞机的空基发射与回收，这种发射与回收方式通过航程、载重较大的母机将子机运输到任务区域，可以极大的增加子机的巡航半径，摆脱了地面机场限制，增大了子机起降的灵活性。然而受技术、风险和成本限制，飞机空基发射与回收技术并没有得到很好的发展。近年来，随着无人机技术发展，以及近期蜂群无人机战术的提出，小型无人机空基发射与回收技术越来越受到航空领域的重视。小型无人机系统已证明其在战场上的价值，常规作战和特种作战部队都使用小型无人机系统，提供点、路线和环境侦察、目标捕获、战损评估以及其它创新应用。小型无人机系统将通过“改变游戏规则”的概念来增强或重新定义空中作战力量，各类新型无人机作战形式层出不穷，蜂群无人机战术就是其中之一。而小型无人机自身固有劣势仍制约着蜂群无人机战术走向战场实用。小型无人机重量小，速度低，航时和航程相比大型无人机小很多，作战半径有限，作战前突能力差，不能执行远距离作战任务，无法最大限度发挥中小型无人机蜂群作战的优势，这成为了制约中小型无人机创新作战概念和作战任务实施的障碍。解决小型无人机固有劣势最直接有效的办法是选择空基发射与回收方式。利用大型运输机作为空中母机，将小型无人机带到任务区域上，然后进行快速空中发射，利用无人机蜂群作战优势，对目标敏感区域进行侦察打击，任务结束后母机可视情对蜂群无人机进行回收。现有空基精确回收方法与装置如专利CN106516144A、CN205770184U、CN204674845U和CN205971887U等，采用的大多是撞网、翼尖撞线等方式。这些方式虽然能实现较大批量无人机的同时回收，但其缺点比较明显：首先，为使无人机避开母机附近的湍流，需要设计较长的机械机构使网张开的时候距离母机相对较远。其卷网放网装置结构简单，网放出后在空中也无稳定装置；其次，大批量回收需要拦阻网有较大的面积，也需要相应的折叠机构来满足闲置状态下母机内的存放，增加了结构复杂度。最后，上述现有技术类回收方式对无人机机体结构的损伤比较大，会导致无人机的使用寿命降低。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术主要解决无人机空基精准回收问题和提高母机安全性的问题，将拖曳网式稳定拖靶系统应用在无人机的空基回收过程中，提出了一种全新的，基于航空拖曳网式稳定靶标系统和独特创新结构的回收结构的空基回收装置与方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种无人机空基拖曳网式回收装置，该拖曳网式回收装置包括可收放式安装支架、两部航空绞车、两根拖缆、拖曳网、卷网装置和一拖曳网稳定系统；该拖曳网稳定系统包括一拖靶挂架、一稳定拖靶和两个稳定风标；所述可收放式安装支架安装在母机机身下部，在所述安装支架的下端安装两部所述航空绞车；所述拖曳网安装在两根所述拖缆之间；所述拖靶挂架是该拖曳网式回收装置的一连接部件，其将所述稳定拖靶牢固地悬挂于该回收装置的最下端，所述拖靶挂架的上端与两根所述拖缆和所述拖曳网连接；所述两部航空绞车同步工作带动所述两根拖缆，实现所述拖缆、拖曳网和稳定拖靶的释放和回收工作；在所述两根拖缆的同步作用下，由所述卷网装置负责实现拖曳网的释放展开和卷起回收；所述拖曳网的左右两侧分别与所述拖缆连接，所述拖曳网的下方通过所述拖靶挂架悬挂所述稳定拖靶，在所述拖曳网的下端两侧均安装有稳定风标，所述稳定拖靶与所述稳定风标一起保证所述拖曳网的稳定姿态；所述拖曳网的尺寸取决于所需同时回收的无人机数量及尺寸；所述稳定拖靶的重心、悬挂点和机翼焦点位于相同的纵向位置上，所述稳定拖靶横纵向静稳定度大，可保持自身飞行稳定性。优选的，回收时所述航空绞车将所述拖缆和所述拖曳网收回，将已回收的无人机从所述拖曳网上卸载，放置在母机机舱内提前预留的存储位置。优选的，所述拖缆全长900-1200m。优选的，所述拖缆的直径范围为2-5mm。优选的，所述拖缆为钢制。一种利用上述的无人机空基拖曳网式回收装置进行无人机空基回收的方法，其特征在于，进行回收任务时，母机舱门打开，放出可收放式安装支架和航空绞车，所述拖曳网、拖靶挂架和稳定拖靶随着一同脱离母机；两部航空绞车同步放下所述拖缆，卷网装置慢慢释放展开所述拖曳网，进入回收状态；控制待回收无人机与母机的相对速度和位置，使所述拖曳网从无人机后方接近，无人机成功撞网后，航空绞车回收所述拖缆，所述拖曳网在卷网装置的驱动下收起卷绕，直至回收至母机舱内；回收至舱内后，由母机上的工作人员将所述拖曳网上的无人机摘下，放置母机内存储，实现无人机的空基回收；在母机起飞、降落和运输过程中该拖曳网式回收装置收入母机机体内，不影响母机的气动外形。优选的，所述母机为运输机。本专利技术的优点在于：(1)能够通过一套设备实现多架无人机同时回收，提高空中回收效率；(2)拖曳网面积大，可减低回收过程中无人机与母机间的相互定位精度要求，对无人机回收控制精度要求低，易于实现；(3)拖曳网面积大，尺寸长，无人机回收时距离母机较远，母机对无人机的气动干扰较小，提高了回收过程中无人机和母机的安全性；无需专用对接装置控制对接过程，只需控制好无人机与母机的相对速度和位置，使拖曳网从无人机后方接近，无人机成功撞网即可。(4)拖曳网结构简单，回收成卷，易于存放。(5)拖曳网稳定系统横纵向静稳定度大，可保持自身飞行稳定性。稳定拖靶释放后起到稳定拖缆和拖曳网的作用。附图说明图1为本专利技术回收装置拖曳网未展开时的工作状态图。图2为本专利技术回收装置拖曳网部分展开时的工作状态图。图3为本专利技术回收装置拖曳网完全展开，无人机撞网时的工作状态图。图4为本专利技术回收装置拖曳网下端局部视图。其中，1为母机，2为稳定拖靶，3为拖靶挂架，4为航空绞车，5为拖缆，6为拖曳网，7为卷网装置，8为待回收的无人机，9为稳定风标。可收放式安装支架在图中未示出。具体实施方式如图1-4所示，该拖曳网式回收装置包括可收放式安装支架、两部航空绞车4、两根拖缆5、拖曳网6、卷网装置7和一拖曳网稳定系统；该拖曳网稳定系统包括一拖靶挂架3、一稳定拖靶2和两个稳定风标9；所述可收放式安装支架安装在母机1机身下部，在所述安装支架的下端安装两部所述航空绞车4；所述拖曳网6安装在两根所述拖缆5之间；所述拖靶挂架3是该拖曳网式回收装置的一连接部件，其将所述稳定拖靶2牢固地悬挂于该回收装置的最下端，所述拖靶挂架3的上端与两根所述拖缆5和所述拖曳网6连接；所述两部航空绞车4同步工作带动所述两根拖缆5，实现所述拖缆5、拖曳网6和稳定拖靶2的释放和回收工作；在所述两根拖缆5的同步作用下，由所述卷网装置7负责实现拖曳网6的释放展开和卷起回收；所述拖曳网6的左右两侧分别与所述拖缆5连接，所述拖曳网6的下方通过所述拖靶挂架3悬挂所述稳定拖靶2，在所述拖曳网6的下端两侧均安装有稳定风标9，稳定拖靶2与所述稳定风标9一起保证所述拖曳网6的稳定姿态；所述拖曳网6的尺寸取决于所需同时回收的无人机8数量及尺寸；所述稳定拖靶2的重心、悬挂点和机翼焦点位于相同的纵向位置上，所述稳定拖靶2横纵向静稳定度大，可保持自身飞行稳定性。以运输机为母机1，8架起飞重量为10kg，航程为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机空基拖曳网式回收装置，其特征在于，该拖曳网式回收装置包括可收放式安装支架、两部航空绞车(4)、两根拖缆(5)、拖曳网(6)、卷网装置(7)和一拖曳网(6)稳定系统；该拖曳网(6)稳定系统包括一拖靶挂架(3)、一稳定拖靶(2)和两个稳定风标(9)；所述可收放式安装支架安装在母机(1)机身下部，在所述安装支架的下端安装两部所述航空绞车(4)；所述拖曳网(6)安装在两根所述拖缆(5)之间；所述拖靶挂架(3)是该拖曳网式回收装置的一连接部件，其将所述稳定拖靶(2)牢固地悬挂于该回收装置的最下端，所述拖靶挂架(3)的上端与两根所述拖缆(5)和所述拖曳网(6)连接；所述两部航空绞车(4)同步工作带动所述两根拖缆(5)，实现所述拖缆(5)、拖曳网(6)和稳定拖靶(2)的释放和回收工作；在所述两根拖缆(5)的同步作用下，由所述卷网装置(7)负责实现拖曳网(6)的释放展开和卷起回收；所述拖曳网(6)的左右两侧分别与所述拖缆(5)连接，所述拖曳网(6)的下方通过所述拖靶挂架(3)悬挂所述稳定拖靶(2)，在所述拖曳网(6)的下端两侧均安装有稳定风标(9)，所述稳定拖靶(2)与所述稳定风标(9)一起保证所述拖曳网(6)的稳定姿态；所述拖曳网(6)的尺寸取决于所需同时回收的无人机(8)数量及尺寸；所述稳定拖靶(2)的重心、悬挂点和机翼焦点位于相同的纵向位置上，所述稳定拖靶(2)横纵向静稳定度大，可保持自身飞行稳定性。...

【技术特征摘要】
1.一种无人机空基拖曳网式回收装置，其特征在于，该拖曳网式回收装置包括可收放式安装支架、两部航空绞车(4)、两根拖缆(5)、拖曳网(6)、卷网装置(7)和一拖曳网(6)稳定系统；该拖曳网(6)稳定系统包括一拖靶挂架(3)、一稳定拖靶(2)和两个稳定风标(9)；所述可收放式安装支架安装在母机(1)机身下部，在所述安装支架的下端安装两部所述航空绞车(4)；所述拖曳网(6)安装在两根所述拖缆(5)之间；所述拖靶挂架(3)是该拖曳网式回收装置的一连接部件，其将所述稳定拖靶(2)牢固地悬挂于该回收装置的最下端，所述拖靶挂架(3)的上端与两根所述拖缆(5)和所述拖曳网(6)连接；所述两部航空绞车(4)同步工作带动所述两根拖缆(5)，实现所述拖缆(5)、拖曳网(6)和稳定拖靶(2)的释放和回收工作；在所述两根拖缆(5)的同步作用下，由所述卷网装置(7)负责实现拖曳网(6)的释放展开和卷起回收；所述拖曳网(6)的左右两侧分别与所述拖缆(5)连接，所述拖曳网(6)的下方通过所述拖靶挂架(3)悬挂所述稳定拖靶(2)，在所述拖曳网(6)的下端两侧均安装有稳定风标(9)，所述稳定拖靶(2)与所述稳定风标(9)一起保证所述拖曳网(6)的稳定姿态；所述拖曳网(6)的尺寸取决于所需同时回收的无人机(8)数量及尺寸；所述稳定拖靶(2)的重心、悬挂点和机翼焦点位于相同的纵向位置上，所述稳定拖靶(2)横纵向静稳定度大，可保持自身飞行稳定性。2.一种根据权利要求1所述的无人机空基拖曳网式回收装置，其特征在于，回收时所述航空绞车(4)将所述拖...

【专利技术属性】
技术研发人员：马铁林，张晓鸥，别大卫，张秦岭，陈海兵，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11