CN102658866A - 一种平直布局的联体飞机 - Google Patents

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张利国
王�锋
佟刚
姜文辉
王宝广
梅莉
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Abstract

一种平直布局的联体飞机，是为解决单个无人飞机，任务载荷小，航程短，单体受损或发生故障后无法完成任务等技术问题以及根据实际要求而设计的。它由至少1个以上的奇数或偶数个单体飞机组成；每个单体飞机具有平直翼型机翼及常规气动布局，并通过单体飞机机翼两端的连接装置，实现单体飞机间在地面快速连接，在空中按需分解的联体飞机。有益效果：通过采用联体飞机的全新设计，可实现搭载质量大的高精度任务载荷，并可搭载多个不同的任务载荷；当某一个单体受损或损坏后，联体飞机可继续执行任务或释放受损单机，最大限度的减少对现有任务的影响，大大提高了无人飞机的生存能力；通过单机或多机释放，使其具有单独或编队飞行的能力，可协同完成较复杂任务，为未来飞行器的发展提供了一个新的方向。

Description

一种平直布局的联体飞机
技术领域
本发明涉及一种联体飞机，尤其涉及一种具有能在地面按需布置，在空中按需分解的平直布局的联体飞机。主要用于通过地面控制的无人驾驶飞机。
背景技术
通常无人飞机只能搭载单一或多个小载荷，很难搭载质量大的任务载荷。所以难以一次完成多个复杂任务，尤其在飞机受损或飞机出现故障时，任务只能被迫中止或取消，因此目前的单机使一些复杂任务难以实现和完成。
发明内容
本发明为了解决单个无人飞机，任务载荷小，航程短，单体受损或发生故障后无法继续完成任务的技术问题以及根据实际要求，提供了一种平直布局的联体飞机，它由至少1个以上的奇数或偶数个单体飞机组成；每个单体飞机具有平直翼型机翼及常规气动布局，并通过单体飞机机翼两端的连接装置，实现单体飞机间的地面连接和空中分解。
本发明的特点及有益效果：通过采用联体飞机的全新设计，可实现搭载质量大的高精度任务载荷，并可搭载多个不同的任务载荷；
通过在单体飞机机翼两端安装的沿导轨运动的机械手和带有锁定功能机械手的连接装置，实现与邻机相互锁定连接，当某一个单体机受损或损坏后，联体飞机能继续执行任务或释放受损单机，最大限度的减少对现有任务的影响，大大提高了无人飞机的生存能力；
联体飞机还能根据战事任务需要或环境要求进行多种自由组合，在任务需要时，可被单独或多个释放，使其具有单独或编队飞行的能力，并协同完成复杂任务。在单机出现故障或受损时，由于被单独释放，不会影响到其他单体飞机，可继续进行任务飞行。为未来飞行器的发展提供了一个新的方向。
附图说明
图1是联体飞机的结构示意图。
图2联体飞机中连接装置。
图3是连接装置中可伸缩式机械手部分。
图4是连接装置中带锁定功能的机械手部分。
具体实施方式：
参看图1-图4，一种平直布局的联体飞机，它由至少1个以上的奇数或偶数个单体飞机组成；每个单体飞机具有平直翼型机翼及常规气动布局，并通过单体飞机机翼两端的连接装置，实现单体飞机间的地面连接和空中分解。
所述奇数单体飞机由位于中间位置的主体飞机向左右对称布置，且位置、尺寸对称的单体飞机构成；
所述偶数单体飞机由从中间对称轴处向左右对称布置，且位置、尺寸对称的单体飞机构成；
所述左右对称布置，指左右两端各单体飞机尺寸完全一致或逐渐递减；
所述连接装置安装在单体飞机机翼两端，一端为沿导轨运动的可伸缩式机械手，另一端是带有锁定功能的机械手，通过两个机械手与邻机相互锁定构成连接装置；
所述沿导轨运动的机械手，包括作动器、导轨和连接器，在所述连接器上设有环型锁槽，所述作动器及导轨固定在机翼上，连接器装配在导轨上；
所述带有锁定功能的机械手，包括引导通道、齿轮组、夹持机构及夹持机构驱动器、上锁机构及上锁机构驱动器；所述引导通道装配在机翼对接面的翼肋上；所述齿轮组、夹持机构及夹持机构驱动器装配在机架上，所述机架固定在机翼上，所述上锁机构及上锁机构驱动器装配在机翼上。
实施例
本发明是一种平直布局的联体飞机，联体飞机中的单体飞机机翼采用平直翼型，常规气动布局，自行车式起落架。在单体飞机的机翼上分别设计装有连接装置的两个部分，即：可伸缩式机械手和带有锁定功能的机械手。用来解决联体飞机在地面进行组合，在空中分解。
本发明是这样实现的，每一个单体飞机的翼尖截面设计成相同形状。单体飞机的左右机翼上分别装有连接装置的可伸缩式机械手和带锁定功能的联动机械手。两个或两个以上相同飞机单体，在地面组合时，由一个飞机的一端机翼上的可伸缩式机械手与另一个飞机一端机翼上的带锁定装置的机械手连接并锁定，形成联动机械手，组成一种平直布局的联体飞机。联体飞机中的每个单体飞机之间可互相通讯，并通过地面工作站进行控制。每个单体飞机通过接受地面站上的任务指令，对飞机单体进行故障识别和接受执行任务。
具体实现步骤：
步骤一、将两个单体飞机A和单体飞机B的机翼对接放置且位于同一水平面上。
步骤二、控制单体飞机A机械手伺服机构动作，使可伸缩式机械手进入单体飞机B机翼上联动机械手的引导孔内，直到单体飞机A机械手被单体飞机B机械手夹持，牵引到位，夹紧，锁定。这样多架单体飞机组成为联体飞机。
步骤三、联体飞机在飞行过程中，突遇单体飞机故障或损坏时，可执行步骤二的相反过程，从而释放故障单体飞机来继续执行任务。故障的单体飞机在联体飞机最外端时，直接释放故障单体飞机；故障单体飞机在联体飞机内部时，则与故障单体飞机连接的两端飞机可同时释放故障单体飞机，其余部分可成为单独的飞机或联体飞机；在任务或对联体飞机整评估后，故障单体飞机不影响飞行时，也可不对故障单体飞机进行释放。
现将步骤二中两机械手的锁定做详细说明，单体飞机在进行锁定时，首先控制可伸缩机械手的伺服机构1，使带环型锁槽的机械手3（即沿导轨运动的机械手）沿导轨2运动，通过引导通道4到预定位置，机械手驱动器A6驱动带伺服齿轮组的机械手5（带有锁定功能的机械手），夹住带环型锁槽的机械手3，带伺服齿轮组的机械手5的伺服齿轮组动作，使带环型锁槽的机械手3，进入限位器8。待带环型锁槽的机械手3完全到位时，通过机械手驱动器B7驱动与带伺服齿轮组的机械手5对应的机械手9夹住另一带环型锁槽的机械手3。上锁机构驱动器10驱动上锁机构11通过环型锁槽锁住两带环型锁槽的机械手3。两个单体飞机通过连接装置锁定到一起，这样多个单体飞机通过连接装置的连接成为一个整体，至此联体飞机形成。
联体飞机中的每一单体都是一个具有可以独立控制，有单独动力系统的单体飞机。在地面可实现多单体无人飞机的快速联合，在空中飞行过程中可实现可控的单机或多机分离，及分离后进行编队飞行。解决了单个无人机，任务载荷单一，有效任务载荷小，航时短等问题以及单体飞机受损后的技术分离问题。

Claims (7)

1.一种平直布局的联体飞机，它由至少1个以上的奇数或偶数个单体飞机组成；其特征在于：每个单体飞机具有平直翼型机翼及常规气动布局，并通过单体飞机机翼两端的连接装置，实现单体飞机间的地面连接和空中分解。
2.根据权利要求1所述的一种平直布局的联体飞机，其特征在于：所述奇数单体飞机由位于中间位置的主体飞机向左右对称布置，且位置、尺寸对称的单体飞机构成。
3.根据权利要求1所述的一种平直布局的联体飞机，其特征在于：所述偶数单体飞机由从中间对称轴处向左右对称布置，且位置、尺寸对称的单体飞机构成。
4.根据权利要求2或3所述的一种平直布局的联体飞机，其特征在于：所述左右对称布置，指左右两端的各单体飞机尺寸完全一致或逐渐递减。
5.根据权利要求1所述一种平直布局的联体飞机，其特征在于：所述连接装置安装在单体飞机机翼两端，一端为沿导轨运动的可伸缩式机械手，另一端是带有锁定功能的机械手，通过两个机械手与邻机相互锁定构成连接装置。
6.根据权利要求5所述的一种平直布局的联体飞机，其特征在于：所述沿导轨运动的机械手，包括作动器、导轨和连接器，在所述连接器上设有环型锁槽，所述作动器及导轨固定在机翼上，连接器装配在导轨上。
7.根据权利要求5所述的一种平直布局的联体飞机，其特征在于：所述带有锁定功能的机械手，包括引导通道、齿轮组、夹持机构及夹持机构驱动器、上锁机构及上锁机构驱动器；所述引导通道装配在机翼对接面的翼肋上；所述齿轮组、夹持机构及夹持机构驱动器装配在机架上，所述机架固定在机翼上，所述上锁机构及上锁机构驱动器装配在机翼上。
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