CN101264795A - 超高空低速定位飞行无人驾驶飞机 - Google Patents

Abstract

超高空低速定位飞行无人驾驶飞机，本发明涉及一种用于承载无线移动通讯基站的超高空飞行无人驾驶飞机。它克服了亚音速或超音速无人机因其速度太快不适合作为空中无线移动通讯基站承载平台的缺陷。本发明包括无人驾驶飞机本体，它还包括襟翼和襟翼伸缩控制装置，襟翼沿机翼的长度方向设置并通过机翼后部的长槽插在机翼中，襟翼伸缩控制装置设置在机翼中并与襟翼相连接以控制襟翼伸出在机翼外的宽度，襟翼相当于把机翼面积扩大了30％至45％，在同等飞行速度下提高了飞机的举升力，因此允许大大调低飞机的飞行速度。发动机进气筒的前端部能够扩大，使涡扇发动机的进气量大幅增加，把液态氧等助燃剂经气化加压注入涡扇发动机的燃烧室，以应付超高空空气量稀薄的恶劣条件。

Description

超高空低速定位飞行无人驾驶飞机

技术领域

本发明涉及一种用于承载无线移动通讯基站的超高空飞行无人驾驶飞机。

背景技术

按照信号能到达的范围，模拟蜂窝形状分布来设立地面塔台，对电话、宽带等进行通信和信息传输，称做地面无线移动通讯基站，简称地基站。为了使地基站所能覆盖的面积较大，往往采用比较高的信号发射和接收塔，但其效果还是不如直接把地基站建在空中，建立空中无线移动通讯基站。

建立空中无线移动通讯基站的一个方案是把无线移动通讯基站装设到超高空飞行的无人驾驶飞机上。目前中国和世界各国开发的无人驾驶飞机都是高空、超高空使用的亚音速或超音速无人机，飞行高度在6-22公里左右，飞行速度亚音速在700公里/小时左右，超音速在1050公里/小时以上，用于远程飞行侦察和攻击等军事目的，如美国的U2无人驾驶高空侦察机。到目前为止尚未发现有关低速定位飞行的无人驾驶飞机的报导。亚音速或超音速无人机因其速度太快不适合作为空中无线移动通讯基站的承载平台。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高空低速定位飞行无人驾驶飞机，以克服亚音速或超音速无人机因其速度太快不适合作为空中无线移动通讯基站承载平台的缺陷。本发明包括无人驾驶飞机本体，所述无人驾驶飞机本体包括机身1-1、机翼1-2、垂直尾翼1-3、水平尾翼1-4、涡扇发动机1-5和发动机进气筒，它还包括襟翼2和襟翼伸缩控制装置3，襟翼2沿机翼1-2的长度方向设置并通过机翼1-2后部的长槽插在机翼1-2中，襟翼伸缩控制装置3设置在机翼1-2中并与襟翼2相连接以控制襟翼2伸出在机翼1-2外的宽度，发动机进气筒的前端部由三块均等的筒片1-6-1围成，筒片1-6-1的后端铰接在发动机进气筒的筒体1-6-2上，筒片1-6-1的外圆表面上通过铰接杆1-6-3连接在液压缸1-6-4的活塞杆上，液压缸1-6-4固定在发动机进气筒的筒体1-6-2上，涡扇发动机1-5的水平位置低于水平尾翼1-4的水平位置。

本发明的无人驾驶飞机起飞时襟翼2缩在机翼1-2中，当到达指定位置后，通过襟翼伸缩控制装置3把襟翼2伸出机翼1-2，相当于把机翼面积扩大了30％至45％，在同等飞行速度下提高了飞机的举升力，因此允许大大调低飞机的飞行速度。同时通过液压缸1-6-4大幅敞开进气筒的前端部，使涡扇发动机1-5的进气量大幅增加，以应付超高空空气量稀薄的恶劣条件，另外打开的筒片1-6-1加大了风的阻力，进一步降低无人驾驶飞机的飞行速度。本发明的无人驾驶飞机可以承载无线移动通讯基站绕着预定地点飞行，完成通信基站的功能。本发明克服了亚音速或超音速无人机因其速度太快不适合作为空中无线移动通讯基站承载平台的缺陷，具有设计合理，工作可靠的优点。本发明的无人驾驶飞机能适应超高空(10-30公里)、空气密度环境仅为海平面空气密度的3～5％的空气密度环境下飞行，飞行速度20-400公里/小时，盘旋半径不大于80公里的小空域定位飞行等功能。当今世界可供无人机使用的发动机种类繁多，但是进入超高空使用都会遇到缺氧熄火问题。采用涡轮增压技术提高发动机的供氧量，是保证发动机稳定工作的最经济的方法，还可以应用加氧助燃系统输入适量的燃烧助剂来提高超高空无人机飞行的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施方式一的主视图，图2是图1的侧视图，图3是图2的俯视图，图4是图3的A-A剖视图，图5是图3的B-B剖视图，图6是实施方式一中发动机进气筒的剖视图，图7是图6的C向视图，图8是发动机进气筒敞开状态的示意图，图9是本发明实施方式二的主视图，图10是图9的侧视图，图11是图9的俯视图。

具体实施方式：

具体实施方式一：下面结合图1至图8具体说明本实施方式。本实施方式由无人驾驶飞机本体、襟翼2和襟翼伸缩控制装置3组成，所述无人驾驶飞机本体包括机身1-1、机翼1-2、垂直尾翼1-3、水平尾翼1-4、涡扇发动机1-5和发动机进气筒，襟翼2沿机翼1-2的长度方向设置并通过机翼1-2后部的长槽插在机翼1-2中，襟翼伸缩控制装置3设置在机翼1-2中并与襟翼2相连接以控制襟翼2伸出在机翼1-2外的宽度，发动机进气筒的前端部由三块均等的筒片1-6-1围成，筒片1-6-1的后端铰接在发动机进气筒的筒体1-6-2上，筒片1-6-1的外圆表面上通过铰接杆1-6-3连接在液压缸1-6-4的活塞杆上，液压缸1-6-4固定在发动机进气筒的筒体1-6-2上。液压缸1-6-4活塞杆的伸缩能使筒片1-6-1绕铰接点转动，能够调节发动机进气筒的进气量，实现涡扇发动机的涡轮增压。涡扇发动机1-5的水平位置低于水平尾翼1-4的水平位置以防止发动机的尾气引燃水平尾翼。如图5所示，无线移动通讯基站的接收天线20和发射天线21可以设置在机身1-1的下部。

襟翼伸缩控制装置3由连杆3-2和液压缸3-3组成，连杆3-2的一端铰接在襟翼2的内侧端部上，连杆3-2的另一端铰接在液压缸3-3的活塞杆上，液压缸3-3固定在机翼1-2内，襟翼2夹在滑道3-1与机翼1-2顶部的内壁之间。液压缸3-3能通过连杆3-2控制襟翼2伸出在机翼1-2外的宽度。本处只举此种液压传动的例子，实际应用中可以不限于此例，比如还可以使用机械传动的方式控制襟翼2的伸缩。

本实施方式还可以包括把液态氧等助燃剂经气化加压注入涡扇发动机燃烧室的助燃系统。

无人驾驶飞机具有飞行高度、飞行速度、飞行姿态、飞行航向、飞机定位、大气压力、空气密度、风速等各种检测仪器和系统，能够自动绘制三维航空图，和飞行情况一起远传到地面站与航控中心。无人驾驶飞机内部的自动控制系统能设置起飞、升空、巡航和降落等过程的自动驾驶的控制程序并完成控制，无人驾驶飞机能检测发动机工作情况，如主轴转数、温度，燃料使用情况等并输送给自动控制系统。无人驾驶飞机具有人工控制系统，以备地面站人员判断和变更并完成地面人员手动控制。以上所述都是现有无人驾驶飞机都能实现的功能，属于已有技术。

具体实施方式二：下面结合图9至图12具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同之处是：机身由前机身1-1-1、左侧机身1-1-2和右侧机身1-1-3组成，前机身1-1-1连接在机翼1-2的中间处，左侧机身1-1-2的一端和右侧机身1-1-3的一端均匀分布在前机身1-1-1的两侧并固定在机翼1-2上，左侧机身1-1-2的另一端和右侧机身1-1-3的另一端都固定在垂直尾翼1-3上。如此设置，形成了整体框架结构的双机身，提高了机身的强度。

Claims (3)

1. 超高空低速定位飞行无人驾驶飞机，它包括无人驾驶飞机本体，所述无人驾驶飞机本体包括机身(1-1)、机翼(1-2)、垂直尾翼(1-3)、水平尾翼(1-4)、涡扇发动机(1-5)和发动机进气筒，其特征在于它还包括襟翼(2)和襟翼伸缩控制装置(3)，襟翼(2)沿机翼(1-2)的长度方向设置并通过机翼(1-2)后部的长槽插在机翼(1-2)中，襟翼伸缩控制装置(3)设置在机翼(1-2)中并与襟翼(2)相连接以控制襟翼(2)伸出在机翼(1-2)外的宽度，发动机进气筒的前端部由三块均等的筒片(1-6-1)围成，筒片(1-6-1)的后端铰接在发动机进气筒的筒体(1-6-2)上，筒片(1-6-1)的外圆表面上通过铰接杆(1-6-3)连接在液压缸(1-6-4)的活塞杆上，液压缸(1-6-4)固定在发动机进气筒的筒体(1-6-2)上，涡扇发动机(1-5)的水平位置低于水平尾翼(1-4)的水平位置。

2. 根据权利要求1所述的超高空低速定位飞行无人驾驶飞机，其特征在于机身由前机身(1-1-1)、左侧机身(1-1-2)和右侧机身(1-1-3)组成，前机身(1-1-1)连接在机翼(1-2)的中间处，左侧机身(1-1-2)的一端和右侧机身(1-1-3)的一端均匀分布在前机身(1-1-1)的两侧并固定在机翼(1-2)上，左侧机身(1-1-2)的另一端和右侧机身(1-1-3)的另一端都固定在垂直尾翼(1-3)上。

3. 根据权利要求1或2所述的超高空低速定位飞行无人驾驶飞机，其特征在于它还包括把液态氧等助燃剂经气化加压注入涡扇发动机燃烧室的助燃系统。

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