一种固定翼无人机舰载充气回收平台、展开及回收方法技术

本发明专利技术涉及一种固定翼无人机舰载充气回收平台，属于无人机技术领域。利用气囊作为平台主支撑部件，利用钢索作为受拉部件，实现类似于梁结构的功能；在收缩展开过程中，通过绳索控制系统、充放气系统和遥控阀门联合控制各子气囊内压、上端两侧钢索以及下端钢索的拉力，实现各子气囊依次收缩与展开，从而实现平台的收放功能。该平台不占据甲板空间、质量轻，并且可伸缩，在非工作状态下对舰船外轮廓影响很小。很小。很小。

【技术实现步骤摘要】
一种固定翼无人机舰载充气回收平台、展开及回收方法


[0001]本专利技术涉及无人机
，具体涉及一种固定翼无人机舰载充气回收平台、展开及回收方法。

技术介绍

[0002]通常无人机较有人机有更强壮的机身，且不受飞行员生理条件的限制，因此可采用一些较极端的着舰回收方法。无人机着舰回收以安全可靠、机动性好、使用次数多、机体及机载设备损伤小、操作简便和维修方便来满足其经济效益要求。传统无人机小型舰船回收方法主要包括撞网着舰回收、天钩回收和伞降回收等方式。
[0003]撞网着舰回收方式是在舰船的尾部张开回收网，使无人机直接飞入网中，成功捕获后，降低高度，人工将无人机从网中运出。至今国内外无人机撞网回收典型结构有单网三杆、双网双杆、单网单杆和单网双杆4种方案，前两者需要吸能缓冲装置，而单网单杆需要旋转驱动装置和阻尼器，单网双杆结构主要靠网体和支架的弹性变形对无人机进行吸能缓冲，不需额外的阻尼缓冲装置。撞网回收方式所需的甲板空间小、设备简单，回收的无人机不需要着舰装置，对着舰轨迹跟踪精度要求低，只需维持尽可能低的撞网速度即可。
[0004]天钩回收技术是在撞网回收技术的基础上发展起来的。天钩回收系统通常主要由捕获装置(无人机翼尖小钩、回收架、回收绳)、吸能缓冲装置和导引装置组成。导引装置将无人机引导至捕获装置附近，当无人机机翼撞到回收绳后，回收绳沿着机翼滑行至翼尖，翼尖小钩勾住并锁定回收绳，此时发动机停车，之后无人机会绕回收绳做回旋减速运动，当摆动幅度降低到一定程度后人工取下完成回收。该回收机构较为简单，适用于空间较小的舰船上使用。同时可以满足较大型无人机起飞和降落要求。
[0005]伞降回收是通过无人机带着降落伞到达回收区域和适当高度时开伞降落实现速度缓冲的回收方式，在低速无人机广泛应用。无人机需装备回收降落伞，通过降落伞对无人机进行减速，并实现以较小速度接触地面，从而达到回收目的。该方法具有重量轻、对场地要求不高、包装后体积小、成本相对低、性能稳定、工艺简单和开伞动载小等优点。

技术实现思路

[0006]要解决的技术问题
[0007]撞网着舰回收方式存在以下缺点：1、撞网时要尽可能的减小横向速度和侧滑角，否则会增加无人机受损的机率；2、对于使用螺旋桨的无人机，容易在回收时折断桨叶或是桨叶切断回收网，增加无人机损坏风险与维修成本，从而影响回收装置准备时间和工作效率；3、该回收方法手动操作量高，难实现机械化。
[0008]天钩回收中关于如何保证无人机能够以预期的姿态减速是回收作业中的一大难点。
[0009]伞降回收方法中存在降落伞极易受风的影响的情况，降落伞打开之后无法修正误差，导致无人机极易撞上甲板建筑等缺点。
[0010]从1911年凭借飞行员飞行技术飞机首次在舰船上降落，到经历降落伞/翼伞回收、撞网回收等发展历程。但以上方法仅适用于小型无人机的回收，目前针对中大型无人机海上舰船回收无较好方法。因此需要开展面向小型舰船的中大型无人机回收平台研究，为提高我国海上作战能力提供新的保障。
[0011]为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种固定翼无人机舰载充气回收平台。利用气囊为平台提供支撑，利用钢索提供气囊上部的拉力。该平台不占据甲板空间、质量轻，并且可伸缩，在非工作状态下对舰船外轮廓影响很小。
[0012]技术方案
[0013]一种固定翼无人机舰载充气回收平台，其特征在于包括固定端结构、气囊钢索支撑结构、柔性钢索、气囊、柔性编织带、盖板和遥控阀门；所述固定端结构与舰船尾部和首个子气囊上的气囊加强框固定连接；所述气囊钢索支撑结构与所述气囊和柔性钢索相连；所述气囊由沿轴向方向首尾相连的十二段子气囊组成，并在各交界处安装遥控阀门，且在首个子气囊处设置充放气系统并与固定端结构相连；所述柔性编织带缠绕在平台上端钢索上。
[0014]本专利技术进一步的技术方案：所述的固定端结构为铰链结构，当平台处于工作状态时，固定端结构处于锁死状态；当平台完成回收或开始展开时处于可转动状态，从而实现平台处于非工作状态时折叠垂放于舰船尾部。
[0015]本专利技术进一步的技术方案：所述的气囊钢索支撑结构包括气囊加强框和支撑肋板，其中，气囊加强框形状与气囊剖面形状相同，贴附在气囊表面与气囊固定连接；各支撑肋板为矩形金属板，上部位置开有允许支撑肋版上端两侧钢索穿过的通孔，并与气囊加强框固定连接，从而将支撑肋版上端钢索受到的载荷传递给气囊，并维持支撑肋版上端各钢索间间距保持不变。
[0016]本专利技术进一步的技术方案：所述的所述气囊加强框底端设置有限位孔，防止气囊加强框下端钢索在平台运行时出现滑脱现象。
[0017]本专利技术进一步的技术方案：所述柔性钢索由支撑肋板上端五根钢索和气囊加强框下端两根钢索组成，支撑肋板上端五根钢索中间三根与各支撑肋板固定连接，两侧钢索穿过各支撑肋板上的通孔；在首个子气囊处，支撑肋板上端两侧钢索与气囊加强框下端钢索与绳索控制系统相连；在末梢气囊处，支撑肋板上端钢索与气囊加强框下端钢索皆固定在末梢肋板上，形成了一种用柔性钢索沿气囊轴向环向缠绕的形式。
[0018]本专利技术进一步的技术方案：所述的各子气囊截面形状为两个互过圆心的相交外轮廓部分，各子气囊交界处均位于气囊加强框处。
[0019]本专利技术进一步的技术方案：所述子气囊材料为尼龙
‑
橡胶复合材料。
[0020]一种固定翼无人机舰载充气回收平台的展开方法，其特征在于：将固定端结构锁死机构解除，将平台由垂直后甲板贴附于船体的状态转变为平行于后甲板状态，调整固定端结构将其锁死，并保持所有遥控阀门处于关闭状态，然后通过绳索控制系统牵引支撑肋板上端两侧钢索与气囊加强框下端钢索，同时利用充放气系统为根部气囊充气，从而使根部处第一个气囊逐渐展开；当为第一个子气囊建立适当压力后，该子气囊在内部压力产生的轴向力与支撑肋板上端两侧钢索、气囊加强框下端钢索产生拉力的作用下处于平衡状态，随后将第一子气囊与第二子气囊间的遥控阀门打开，为第二气囊充气，从而实现前两节
子气囊的展开；重复以上操作，将12节子气囊依次完全展开；当各子气囊展开到固定位置时，绳索控制系统将4根钢索固定，充放气系统保持气囊内部压力值恒定。
[0021]一种固定翼无人机舰载充气回收平台的回收方法，其特征在于：首先将各遥控阀门关闭，保持各气囊内压独立且不变，随后通过绳索控制系统拉动支撑肋板上端两侧钢索与气囊加强框下端钢索，此时势必会引起第一子气囊内压升高，然后充放气系统自主对第一子气囊放气，从而实现第一子气囊的回收；待第一子气囊回收完毕后，打开第一子气囊与第二子气囊间的遥控阀门，对第二子气囊进行钢索拉动和放气操作，实现第二子气囊回收；重复以上操作，将12节子气囊依次回收；最后通过固定端结构的旋转将已回收的12节子气囊旋转至垂于后甲板。
[0022]有益效果
[0023]本专利技术提供的一种固定翼无人机舰载充气回收平台，利用气囊作为平台主支撑部件，利用钢索作为受拉部件，实现类似于梁结构的功能；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固定翼无人机舰载充气回收平台，其特征在于包括固定端结构、气囊钢索支撑结构、柔性钢索、气囊、柔性编织带、盖板和遥控阀门；所述固定端结构与舰船尾部和首个子气囊上的气囊加强框固定连接；所述气囊钢索支撑结构与所述气囊和柔性钢索相连；所述气囊由沿轴向方向首尾相连的十二段子气囊组成，并在各交界处安装遥控阀门，且在首个子气囊处设置充放气系统并与固定端结构相连；所述柔性编织带缠绕在平台上端钢索上。2.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机舰载充气回收平台，其特征在于所述的固定端结构为铰链结构，当平台处于工作状态时，固定端结构处于锁死状态；当平台完成回收或开始展开时处于可转动状态，从而实现平台处于非工作状态时折叠垂放于舰船尾部。3.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机舰载充气回收平台，其特征在于所述的气囊钢索支撑结构包括气囊加强框和支撑肋板，其中，气囊加强框形状与气囊剖面形状相同，贴附在气囊表面与气囊固定连接；各支撑肋板为矩形金属板，上部位置开有允许支撑肋版上端两侧钢索穿过的通孔，并与气囊加强框固定连接，从而将支撑肋版上端钢索受到的载荷传递给气囊，并维持支撑肋版上端各钢索间间距保持不变。4.根据权利要求3所述的一种固定翼无人机舰载充气回收平台，其特征在于所述的所述气囊加强框底端设置有限位孔，防止气囊加强框下端钢索在平台运行时出现滑脱现象。5.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机舰载充气回收平台，其特征在于所述柔性钢索由支撑肋板上端五根钢索和气囊加强框下端两根钢索组成，支撑肋板上端五根钢索中间三根与各支撑肋板固定连接，两侧钢索穿过各支撑肋板上的通孔；在首个子气囊处，支撑肋板上端两侧钢索与气囊加强框下端钢索与绳索控制系统相连；在末梢气囊处，支撑肋板上端钢索与气囊加强框下端钢索皆固定在末梢肋板上，形成了一种用柔性钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：董博，吕胜利，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
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