CN102520727B - 无人机侦察系统 - Google Patents

无人机侦察系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102520727B
CN102520727B CN201110456764.8A CN201110456764A CN102520727B CN 102520727 B CN102520727 B CN 102520727B CN 201110456764 A CN201110456764 A CN 201110456764A CN 102520727 B CN102520727 B CN 102520727B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aircraft
control
unmanned plane
reconnaissance
adopts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110456764.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102520727A (zh
Inventor
刘铁军
关维寰
史锋
关雅雯
宋晓明
张兆锋
张超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sea hawk aviation general equipment limited liability company
Original Assignee
Shenyang Aerospace Xinguang Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Aerospace Xinguang Group Co Ltd filed Critical Shenyang Aerospace Xinguang Group Co Ltd
Priority to CN201110456764.8A priority Critical patent/CN102520727B/zh
Publication of CN102520727A publication Critical patent/CN102520727A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102520727B publication Critical patent/CN102520727B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及一种通过无人机代替有人飞机执行高危险、隐蔽性强的侦察任务的无人机侦察系统。主要用于完成对前沿地面目标的视频侦察任务,向地面测控站提供实时视频数据。系统为飞行平台系统和地面站系统两部分。本发明是针对灾情评估、应急监测、紧急侦察、反恐等方面的需求研制的一款小型电动无人机。具有携带方便、维护使用简单、成本低、可重复使用等特点,在应急抢险方面具有较强优势,有着广阔的市场需求,易于推广应用。

Description

无人机侦察系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种侦察系统,尤其涉及一种通过无人机代替有人飞机执行高危险、隐蔽性强的侦察任务的无人机侦察系统。
背景技术
[0002] 无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。无人机不但能完成有人驾驶飞机执行的任务,更适用于有人飞机不宜执行的任务。
[0003]目前无人机主要用于军事领域,对于应急抢险等领域尚不成熟,存在一定的使用局限,而且目前的无人飞机对于不同的任务要求和使用条件差别很大,并且大都携带不便,成本较高。
发明内容
[0004] 本发明针对上述现有技术中存在的问题,提供了一种无人机侦察系统,解决了现有技术中存在使用局限、携带不便的问题,而且本发明成本较低。
[0005] 为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
[0006] 设有飞行平台系统,保证飞机的正常飞行;
[0007] 设有地面站系统,实现对无人机设定航线的程控航行,完成航线的精确控制;
[0008] 所述的飞行平台系统包括结构部、动力部、导航控制部、数据链路部、载荷部及电气部;所述的地面站系统包括地面测控部和地面保障部。
[0009] 所述的结构部为,机体采用飞翼式气动布局,升力体机身,控制舵面采用升降副翼。
[0010] 所述的动力部包括无刷电机、无刷调速器、碳纤维折叠式螺旋桨及动力电池,无刷电机和无刷调速器设置在机体的内部,动力电池设置在机体上。
[0011] 所述的导航控制部包括遥控器和自动驾驶仪,遥控器用于发射和回收过程中对飞行器姿态的调整和干预,飞行器爬升到安全高后由遥控器将机载自动驾驶仪切换到自动驾驶状态,在回收飞行器时,先由遥控器将机载自动驾驶仪切换回遥控状态。
[0012] 所述的数据链路部包括机载数据传输电台和地面站数据传输电台,机载数据传输电台安装于垂直尾翼内。
[0013] 所述的载荷部采用板式摄像机,摄像头安装位置为当飞机以60°的倾斜角进行盘旋飞行时,摄像头始终对准地面某一目标。
[0014] 所述的地面测控部用于接收和传输机载数据传输电台和载荷部的相关数据,并将接收到的数据进行处理并显现。
[0015] 所述的地面保障部包括无人机的发射和回收以及地面站供电,为飞机的安全起飞和返航提供保障。
[0016] 本发明的优点效果如下:
[0017] 本发明是针对灾情评估、应急监测、紧急侦察、反恐等方面的需求研制的一款小型电动无人机。具有携带方便、维护使用简单、成本低、可重复使用等特点,在应急抢险方面具有较强优势,有着广阔的市场需求,易于推广应用。
附图说明
[0018] 以下,结合附图,对本发明进行详细说明。
[0019] 图1为本发明的结构原理示意框图。
[0020] 图2为本发明机载布局示意图。
[0021] 图3为本发明工作示意图。
[0022] 图中,1、机身,2、机翼,3、图传天线,4、数传天线,5、自动驾驶仪/降落伞,6、空速管,7、图像电台,8、动力电池,9、摄像头,10、数传电台。
具体实施方式
实施例
[0023] 如图1-3所示,设有飞行平台系统,保证飞机的正常飞行;设有地面站系统,实现对无人机设定航线的程控航行,完成航线的精确控制;所述的飞行平台系统包括结构部、动力部、导航控制部、数据链路部、载荷部及电气部;所述的地面站系统包括地面测控部和地面保障部。
[0024] 所述结构部,机体采用飞翼式气动布局,升力体机身,矩形机翼,上反角为1.5°。控制舵面采用升降副翼,两个舵面同向偏转控制飞机的俯仰姿态,反向偏转控制飞机的横向姿态。设计飞行速度70km/h〜90km/h,设计飞行高度10m〜300m,雷诺数约200,000。主翼翼型为EMX-07,重心位于机翼前缘后60_。
[0025] 所述的动力部包括无刷电机、无刷调速器、碳纤维折叠式螺旋桨及动力电池,无刷电机和无刷调速器设置在机体的内部,动力电池设置在机体上。无刷电机的效率超过85%,不会因机械换向器而产生电火花干扰,也无需更换电刷,降低了维护难度,提高了可靠性。无刷电机工作时的峰值电流约50A,为了保证在出现意外情况时不损坏电子调速器,选用了最大电流为75A的捷克产ADVANCE 77PLUS电子无刷调速器。螺旋桨采用14X9.5碳纤维折叠式螺旋桨。无刷电机工作时两片桨叶靠离心力的作用自动打开,电机停车滑行时两片桨叶自动收回。采用折叠式螺旋桨可以降低停车滑翔时的阻力,减少滑降时螺旋桨的损坏机率,以降低使用成本。Iipo电池单节容量为8000 mAh,单节电压为3.7V,采用6节串联的连接方法。电池组总容量为8000 mAh,饱和电压为25.2V,总重量为1.1kg,续航时间为60min。
[0026] 所述的导航控制部包括遥控器和自动驾驶仪,遥控器用于发射和回收过程中对飞行器姿态的调整和干预,在发射时飞行器主要由遥控设备控制,当飞行器爬升到安全高后即可由遥控器将机载自动驾驶仪切换到自动驾驶状态。在回收飞行器时,先由遥控器将机载自动驾驶仪切换回遥控状态,然后目视操纵飞行器降落。在完成自动起飞和自动开伞回收的调试后,无人机的发射和回收将完全脱离遥控设备,地面操纵人员手掷方式发射无人机即可。控制方案采用迎角控制飞行器的高度,升降舵控制飞行器的迎角,油门控制飞行器的速度。横向控制采用升降副翼组合控制方式,当飞行器的飞行航路点与设定的航路点出现偏差后,副翼按控制率输出舵量使飞行器保持固定的坡度,升降舵保持飞行器的高度。
[0027] 所述的数据链路部包括机载数据传输电台和地面站数据传输电台,机载数据传输电台安装于垂直尾翼内。数据传输电台的天线采用板式天线或柱状天线;地面站数据传输电台可以采用增益高的天线。
[0028] 所述的载荷部采用板式摄像机,摄像头安装位置为当飞机以60°的倾斜角进行盘旋飞行时,摄像头始终对准地面某一目标。对于侦察兴趣点的航路点可设定制式航线,使无人机到达预定点后进入定坡度盘旋,对目标进行360°方位观察。
[0029] 所述的地面测控部用于接收和传输机载数据传输电台和载荷部的相关数据,并将接收到的数据进行处理并显现。
[0030] 所述的地面保障部包括无人机的发射和回收以及地面站供电,为飞机的安全起飞和返航提供保障。
[0031] 发射方式采用手掷发射或弹射。在手掷发射的瞬间,根据公式F = I^aCrSf,可以得出当总重量为4.7kg时,发射迎角为5度左右时,飞行器的升力系数
Cx = 0.6 ,发射速度V=4.8m/s。对于一般操作人员很容易达到此要求。
[0032] 完成航线调试后可进行手掷自动起飞调试,手掷后采用固定舵面偏角或保持空速的方式进行控制,当飞机高度达到安全高度后,自动进入巡航状态。
[0033] 回收可采用自动开伞,采用自动驾驶仪的航路点事件设置可以设定为到达设定点坐标即打开降落伞同时关闭电动机,因该飞机采用拉进式布局,不存在降落伞与螺旋桨缠绕的问题。
[0034] 本发明通过飞行平台系统各个分系统的集成可以保证飞机的正常飞行,地面站系统可以实现对无人机设定航线的程控航行,可完成特殊要求航线的精确控制。通过抛投或弹射两种方式使无人机保持飞行初始状态,在发射时无人机主要由地面系统进行手动控制,当无人机爬升到安全高后切换到自动导航状态。通过导航控制系统完成无人机预制任务航线的自主航行控制,可在无人机到达指定位置后执行盘旋任务动作。通过搭载不同的有效载荷设备可以完成不同领域的应用,执行相应任务。在回收飞行器时,先由地面站系统将无人机切换回手动状态,然后目视操纵无人机滑降或伞降。
[0035] 本发明总体技术指标如表I所示。
[0036] 表I总体技术指标
[0037]
序号名称_技术指标_备注_
I~最大起飞重量 4.7kg — —
2_飞行速度_20m/s〜38m/s 巡航速度28m/s
3_翼展_1.5m__
4 机长 1.06m 5~任务载荷 Ikg
6_控制半径_^ 15km__
7~续航时间 彡Ih
8 图像分辨率 -彡640X480 -
9___
10_起飞方式_手抛、弹射__
ΤΓ~|回收方式 I伞降、滑降

Claims (1)

1.无人机侦察系统,其特征在于设有飞行平台系统,保证飞机的正常飞行;设有地面站系统,实现对无人机设定航线的程控航行,完成航线的精确控制;所述的飞行平台系统包括结构部、动力部、导航控制部、数据链路部、载荷部及电气部;所述的地面站系统包括地面测控部和地面保障部; 所述的结构部为,机体采用飞翼式气动布局,升力体机身,矩形机翼,上反角为1.5° ;控制舵面采用升降副翼,两个舵面同向偏转控制飞机的俯仰姿态,反向偏转控制飞机的横向姿态;设计飞行速度70km/h〜90km/h,设计飞行高度10m〜300m,雷诺数为200,000 ;主翼翼型为EMX-07,重心位于机翼前缘后60_ ; 所述的动力部包括无刷电机、无刷调速器、碳纤维折叠式螺旋桨及动力电池,无刷电机和无刷调速器设置在机体的内部,动力电池设置在机体上;无刷电机的效率超过85%,无刷电机工作时的峰值电流50A,无刷调速器选用最大电流为75A的捷克产ADVANCE 77PLUS电子无刷调速器;螺旋桨采用14X9.5碳纤维折叠式螺旋桨;动力电池为Iipo电池,单节容量为8000 mAh,单节电压为3.7V,采用6节串联的连接方法;电池组总容量为8000 mAh,饱和电压为25.2V,总重量为1.1kg,续航时间为60min ; 所述的导航控制部包括遥控器和自动驾驶仪,遥控器用于发射和回收过程中对飞行器姿态的调整和干预,在发射时飞行器主要由遥控设备控制,当飞行器爬升到安全高后即由遥控器将机载自动驾驶仪切换到自动驾驶状态;在回收飞行器时,先由遥控器将机载自动驾驶仪切换回遥控状态,然后目视操纵飞行器降落;在完成自动起飞和自动开伞回收的调试后,无人机的发射和回收将完全脱离遥控设备,地面操纵人员手掷方式发射无人机;控制方案采用迎角控制飞行器的高度,升降舵控制飞行器的迎角,油门控制飞行器的速度;横向控制采用升降副翼组合控制方式,当飞行器的飞行航路点与设定的航路点出现偏差后,副翼按控制率输出舵量使飞行器保持固定的坡度,升降舵保持飞行器的高度; 所述的数据链路部包括机载数据传输电台和地面站数据传输电台,机载数据传输电台安装于垂直尾翼内;数据传输电台的天线采用板式天线或柱状天线;地面站数据传输电台采用增益高的天线; 所述的载荷部采用板式摄像机,摄像头安装位置为当飞机以60°的倾斜角进行盘旋飞行时,摄像头始终对准地面某一目标;对于侦察兴趣点的航路点设定制式航线; 所述的地面测控部用于接收和传输机载数据传输电台和载荷部的相关数据,并将接收到的数据进行处理并显现; 所述的地面保障部包括无人机的发射和回收以及地面站供电,为飞机的安全起飞和返航提供保障。
CN201110456764.8A 2011-12-31 2011-12-31 无人机侦察系统 Expired - Fee Related CN102520727B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110456764.8A CN102520727B (zh) 2011-12-31 2011-12-31 无人机侦察系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110456764.8A CN102520727B (zh) 2011-12-31 2011-12-31 无人机侦察系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102520727A CN102520727A (zh) 2012-06-27
CN102520727B true CN102520727B (zh) 2014-11-26

Family

ID=46291679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110456764.8A Expired - Fee Related CN102520727B (zh) 2011-12-31 2011-12-31 无人机侦察系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102520727B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104154997B (zh) * 2014-07-16 2016-02-10 北京空间机电研究所 一种无人机载轻小型自稳定航空多光谱成像系统
CN105717907A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 北京航空航天大学 基于ARM Cortex-M4和Linux的制导算法验证平台
CN105556409B (zh) * 2014-12-15 2018-02-02 深圳市大疆创新科技有限公司 一种飞行器控制方法、装置及飞行器
CN104656659B (zh) * 2015-01-20 2017-05-24 南京航空航天大学 舰载机滑跃起飞自动飞行控制方法
CN106005455B (zh) * 2016-08-08 2018-08-17 北京宇鹰科技有限公司 一种基于地理坐标系指向控制的两轴吊舱系统
CN106647801A (zh) * 2016-10-21 2017-05-10 广东容祺智能科技有限公司 一种无人机返航航线规划系统
CN106851203B (zh) * 2017-02-15 2020-04-07 南京航空航天大学 一种监测无人机开伞情况的装置及监测方法
CN108681616B (zh) * 2018-03-28 2022-05-17 中国电子科技集团公司第三十六研究所 一种选取飞机舱外天线安装点的方法、装置和智能终端
CN111487694B (zh) * 2020-04-22 2021-06-11 北京航空航天大学 一种下投式探测仪及探测系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1673920A (zh) * 2004-09-20 2005-09-28 江西洪都航空工业集团有限责任公司 电动微型无人机
CN2745626Y (zh) * 2004-10-12 2005-12-14 江西洪都航空工业集团有限责任公司 电动微型无人机
CN200939356Y (zh) * 2006-08-22 2007-08-29 青岛天骄无人机遥感技术有限公司 小型遥感监测无人机
CN101367436A (zh) * 2008-09-28 2009-02-18 沈阳锐翼科技有限公司 小型混合动力飞行平台及实现方法
CN101382426A (zh) * 2007-09-05 2009-03-11 中国科学院自动化研究所 一种无人直升机自动导航系统
CN201419796Y (zh) * 2009-06-05 2010-03-10 桂林鑫鹰电子科技有限公司 一种无人飞机
CN101667032A (zh) * 2008-09-03 2010-03-10 中国科学院自动化研究所 基于视觉的无人直升机目标跟踪系统
CN101866180A (zh) * 2010-06-23 2010-10-20 清华大学 一种飞行控制系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1673920A (zh) * 2004-09-20 2005-09-28 江西洪都航空工业集团有限责任公司 电动微型无人机
CN2745626Y (zh) * 2004-10-12 2005-12-14 江西洪都航空工业集团有限责任公司 电动微型无人机
CN200939356Y (zh) * 2006-08-22 2007-08-29 青岛天骄无人机遥感技术有限公司 小型遥感监测无人机
CN101382426A (zh) * 2007-09-05 2009-03-11 中国科学院自动化研究所 一种无人直升机自动导航系统
CN101667032A (zh) * 2008-09-03 2010-03-10 中国科学院自动化研究所 基于视觉的无人直升机目标跟踪系统
CN101367436A (zh) * 2008-09-28 2009-02-18 沈阳锐翼科技有限公司 小型混合动力飞行平台及实现方法
CN201419796Y (zh) * 2009-06-05 2010-03-10 桂林鑫鹰电子科技有限公司 一种无人飞机
CN101866180A (zh) * 2010-06-23 2010-10-20 清华大学 一种飞行控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN102520727A (zh) 2012-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102520727B (zh) 无人机侦察系统
US9815563B2 (en) Long range electric aircraft and method of operating same
US10124890B2 (en) Modular nacelles to provide vertical takeoff and landing (VTOL) capabilities to fixed wing aerial vehicles, and associated systems and methods
US9505484B1 (en) Modular aircraft system
EP3489139B1 (en) Systems and methods for powering an electric aerial vehicle
US9527597B1 (en) Unmanned aerial vehicle with twin-engine fore/AFT configuration and associated systems and methods
US20190375505A1 (en) Detachable Pilotable Capsules and Aircrafts Including Detachable Pilotable Capsules
CN102806990B (zh) 便捷型测绘无人机
CN205221105U (zh) 太阳能垂直起降固定翼无人机
CN108750101A (zh) 一种超机动高速复合无人旋翼飞行器、装配、拆装方法
CN202046437U (zh) 小型电动应急遥感监测无尾型无人机
US20150232204A1 (en) Aerospace plane system
CN202879795U (zh) 多用途柔性冲压翼伞无人机
CN202453736U (zh) 无人机侦察系统
CN102910288A (zh) 多用途柔性冲压翼伞无人机
CN202935570U (zh) 便捷型测绘无人机
CN205168905U (zh) 固定翼航测无人机
CN205293058U (zh) 一种方便搭载大尺寸载荷设备的固定翼无人机
Bhatt Solar power unmanned aerial vehicle: High altitude long endurance applications (HALE-SPUAV)
CN109835473A (zh) 一种微型无人机载实时监控侦察系统
CN202529147U (zh) 涡轮碟形飞行器
CN205615699U (zh) 一种通用型固定翼无人机
Siddique et al. Development of an Experimental Unmanned-Aerial System (UAS) to Study the Effects of Adverse Weathers on its Flight Performance
Berland et al. Autonomous precision delivery of 42,000 pounds (19,000 kg) under one parachute
CN103832582A (zh) 多功能直升飞机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: HIWING AVIATION GENERAL EQUIPMENT CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SHENYANG AEROSPACE XINGUANG GROUP CO., LTD.

Effective date: 20150318

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150318

Address after: Beijing Aerospace Haiying technology building 100070 Fengtai District Science City Hospital No. 1 layer 8 Seahawks

Patentee after: Sea hawk aviation general equipment limited liability company

Address before: 110043 Liaoning Province, Shenyang City District East Street No. 1

Patentee before: Shenyang Aerospace Xinguang Group Co., Ltd.

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 110043 SHENYANG, LIAONING PROVINCE TO: 100070 FENGTAI, BEIJING

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141126

Termination date: 20151231

EXPY Termination of patent right or utility model