排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机制造技术

排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机。涉及高空长航时无人机领域，为了有效解决大翼面柔性充气机翼由于大变形所带来的结构不稳定问题。展开可固化桁架的上下端与柔性充气机翼下蒙皮的正中间及刚性无人机的上表面的正中间固连，展开可固化桁架的左右两侧分别设置有类翼伞结构分布的伞绳，设置在展开可固化桁架左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳上端呈排阵式设置，且设置在展开可固化桁架左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳上端与柔性充气机翼下蒙皮固连，设置在展开可固化桁架左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳的下端与刚性无人机固连。本发明专利技术特别适用于高空长航时无人机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高空长航时无人机领域，具体涉及一种排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机。
技术介绍
由于传统的刚性机翼自身重量较大，对发动机的比推力有较高的要求且能耗较高，使得越来越多的飞行器采用充气机翼代替刚性机翼以减轻飞行器自身重量实现飞行器的轻量化。但是充气机翼(尤其是大翼面柔性充气机翼)面临由于自身柔性所来带的结构非线性变形突出，刚度较差，气动外形难以保持，结构不稳定等问题，从而影响到飞行器结构的稳定性和可靠性。目前大量的研究仅是针对机翼内部结构进行优化设计，对于机翼大变形问题的研究极少。而翼伞系统以其良好的滑翔性能和稳定性广泛应用于精确空投和飞行器的回收。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机，为了有效解决大翼面柔性充气机翼由于大变形所带来的结构不稳定问题。为提高无人机满足任务需求的能力以及进一步实现高空长航时飞行，本专利技术提出将柔性大翼面机翼与刚性无人机用类翼伞结构分布的伞绳(采用排阵式悬索类翼伞结构形式)连接起来，从柔性充气机翼外部控制机翼大变形。本专利技术为实现上述目的采取的技术方案是: 排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机，它包括柔性充气机翼、展开可固化桁架、刚性无人机及类翼伞结构分布的伞绳；所述的展开可固化桁架的上端与柔性充气机翼下蒙皮的正中间固连，展开可固化桁架的下端与刚性无人机的上表面的正中间固连，展开可固化桁架的左右两侧分别设置有类翼伞结构分布的伞绳，设置在展开可固化桁架左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳上端呈排阵式设置，且设置在展开可固化桁架左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳上端与柔性充气机翼下蒙皮固连，设置在展开可固化桁架左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳的下端与刚性无人机固连。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是: 1.本专利技术首次将柔性充气机翼与翼伞结构(即类翼伞结构分布的伞绳，也即采用排阵式悬索类翼伞结构形式)、展开可固化桁架和刚性无人机相结合得到一种刚柔结合的新型结构，既具备柔性充气机翼重量轻、可折叠、成本低、易于载运等优势，同时也具有刚性机翼刚度好，外形稳定的优势。2.本专利技术从外部通过高比强度、高比模量芳纶纤维材料的牵引作用来控制机翼大变形，有效解决大尺度柔性充气机翼刚度差问题，提高飞行器整体稳定性和可靠性，有利于进一步实现闻空长航时飞行的目标。3.本专利技术在柔性充气机翼内部充入氦气，结构受升力和浮力共同作用，能有效减轻动力系统负担，有利于实现高空长航时的飞行目标。4.本专利技术采用类翼伞结构分布的伞绳(即排阵式悬索的布局形式)为实现刚性翼与柔性翼结合提供可能。5.本专利技术外部绳索以类似翼伞结构布局，为机翼实现展开后的巡航提供升力，并通过滑翔为实现回收提供可能。综上，本专利技术在柔性翼原有重量轻、成本低的基础上有效解决大尺度充气翼刚度差，非线性变形突出的问题，提高飞行器整体稳定性和可靠性。本专利技术特别适用于高空长航时无人机。附图说明图1为本专利技术的排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机处于飞行状态的左视 图2为本专利技术的排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机处于飞行状态的主视 图3为柔性充气机翼I与类翼伞结构分布的伞绳连接的立体 图4为柔性充气机翼上伞绳连接点的布局示意 图5为柔性充气机翼上由三根伞绳得到一级节点的示意 图6为本专利技术的排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机展开前的俯视图； 图7为本专利技术的排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机展开前的左视 图8为本专利技术的排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机展开可固化桁架结构的示意图。图中，1-柔性充气机翼；2_展开可固化桁架；3_刚性无人机；4_类翼伞结构分布的伞绳；5_矩阵式方格；6-内切圆;7-—级节点;8_ 二级节点；9_三级节点。具体实施例方式具体实施方式一:参见图1至图8，排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机，它包括柔性充气机翼1、展开可固化桁架2、刚性无人机3及类翼伞结构分布的伞绳4 ;所述的展开可固化桁架2的上端与柔性充气机翼I下蒙皮的正中间固连，展开可固化桁架2的下端与刚性无人机3的上表面的正中间固连，展开可固化桁架2的左右两侧分别设置有类翼伞结构分布的伞绳4 (在柔性充气机翼I下表面中部没有伞绳连接点)，设置在展开可固化桁架2左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳4上端呈排阵式设置，且设置在展开可固化桁架2左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳4上端与柔性充气机翼I下蒙皮固连，设置在展开可固化桁架2左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳4的下端与刚性无人机3固连。即构成一种刚柔结合的大翼展飞行器结构，柔性充气机翼I通过所述的伞绳4和展开可固化桁架2与刚性无人机3连接，提供类似翼伞结构，从而实现刚性无人机3与柔性充气机翼I结合的飞行器结构设计。展开可固化桁架2结构的主要作用是固定柔性充气机翼1，以保证整体结构协调稳定飞行；类翼伞结构分布的伞绳4的主要作用是控制柔性充气机翼I变形，保证柔性充气机翼I工作稳定性和用于连接柔性充气机翼I与刚性无人机3。刚性无人机3与普通无人机类似，可在其上增加一些额外的结构便于类翼伞结构分布的伞绳4与展开可固化桁架2的连接。具体实施方式二:如图1至图8所示，具体实施方式一所述的排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机，所述的类翼伞结构(即类似翼伞结构)分布的伞绳4 (SP采用三层树状结构的伞绳)包括多个一级节点7、多个二级节点8和两个三级节点9，多个一级节点7包括多个左一级节点和多个右一级节点，多个二级节点8包括多个左二级节点和多个右二级节点，两个三级节点9包括左三级节点和右三级节点，所述的柔性充气机翼I下蒙皮画有矩阵式方格5，位于展开可固化桁架2左右两侧的矩阵式方格5中的多个田字格内分别画有内切圆6，且多个内切圆6沿柔性充气机翼I下蒙皮呈多排和多列的排阵式设置(所述排即为与柔性充气机翼I展开方向或者为与弦平行方向，所谓弦即为柔性充气机翼I的左侧和右侧任意两相对点之间的连线)，多个内切圆6的数量与多个一级节点7的数量相同，每个一级节点7由二至五根伞绳的下端聚集并固定在一起构成，所述的二至五根伞绳的上端沿所对应的内切圆6 的圆周均布设置并与柔性充气机翼I下蒙皮固连，每个一级节点7处引出一根伞绳，每个一级节点7处引出一根伞绳，位于展开可固化桁架2左侧每一排上的多个左一级节点处引出的伞绳的下端聚集并固定在一起构成一个左二级节点，位于展开可固化桁架2右侧每一排上的多个右一级节点处引出伞的伞绳的下端聚集并固定在一起构成一个右二级节点，每个二级节点8处引出一根伞绳，多个左二级节点处引出的伞绳的下端聚集并固定在一起构成一个左三级节点，多个右二级节点处引出的伞绳的下端聚集并固定在一起构成一个右三级节点，每个三级节点9处引出一根伞绳，左三级节点处引出的伞绳的下端以及右三级节点处引出的伞绳的下端均与刚性无人机3固连。所述的矩阵式方格5中位于前排的内切圆6与相邻排内切圆6之间留有一排方格，即间距为方格的一个边长；矩阵式方格5中位于后排的内切圆6与相邻排内切圆6之间留有一排方格，即间隔为方格的一个边长。柔性充气机翼I下蒙皮位于展开可固化桁架2左侧部分中，由柔性充气机翼I前端至后端共有十五本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排阵式悬索控型刚柔混合式类翼伞柔性充气机翼无人机，其特征是：它包括柔性充气机翼（1）、展开可固化桁架（2）、刚性无人机（3）及类翼伞结构分布的伞绳（4）；所述的展开可固化桁架（2）的上端与柔性充气机翼（1）下蒙皮的正中间固连，展开可固化桁架（2）的下端与刚性无人机（3）的上表面的正中间固连，展开可固化桁架（2）的左右两侧分别设置有类翼伞结构分布的伞绳（4），设置在展开可固化桁架（2）左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳（4）上端呈排阵式设置，且设置在展开可固化桁架（2）左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳（4）上端与柔性充气机翼（1）下蒙皮固连，设置在展开可固化桁架（2）左右两侧的类翼伞结构分布的伞绳（4）的下端与刚性无人机（3）固连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王长国，刘远鹏，龚芃，芦强强，油孝飞，谢超，谭惠丰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：