CN106882370A

CN106882370A - 一种组合飞行器及其起降方式

Info

Publication number: CN106882370A
Application number: CN201710139340.6A
Authority: CN
Inventors: 王志成; 党先红; 李玉龙; 黄小席; 罗哲远
Original assignee: Foshan Shenfeng Aviation Technology Co Ltd
Current assignee: Foshan Shenfeng Aviation Technology Co Ltd
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2017-06-23

Abstract

一种组合飞行器及其起降方式，属于航空技术领域。组合飞行器包括子机、半月槽、母机、通信系统和雷达校准仪。子机通过吊车或者其他起重设备安放于母机的半月槽中，电磁吸铁通电产生磁力固定子机，固定翼飞机达到起飞速度后脱离半月槽继续飞行，多旋翼飞行器自动返回地面。当固定翼飞机需要降落时，多旋翼飞行器升空，并通过雷达校准仪飞引导向固定翼飞机靠近，电磁吸铁通电，在磁力的作用下固定翼飞机与半月槽固定，将固定翼飞机与多旋翼飞行器连成一体，然后固定翼飞机熄火，由多旋翼飞行器搭载固定翼飞机自动返回地面。本发明的组合飞行器，起降方式不受场地限制，可以在较为狭隘的地方垂直起飞和降落。

Description

一种组合飞行器及其起降方式

技术领域

一种组合飞行器及其起降方式，属于航空技术领域，尤其涉及一种组合飞行器及其起降方式。

背景技术

传统的航空飞行器可分为固定翼飞机、直升机和多旋翼飞行器。其中，固定翼飞机飞行速度快，机动性高，飞行半径大，安全性能系数高，但是由于自身的局限性，对起飞降落的条件要求苛刻，固定翼飞机的起飞降落必须要有足够长的跑道。直升机可以垂直起降，但是构造复杂，且对于直升机驾驶员的培养耗费较大，对驾驶员的驾驶技术要求高。多旋翼飞行器也可以做到垂直起降，且操作简单，可操作性强，能进入一些狭隘地域作业，但是，其飞行半径小，续航能力低，多用于航拍、监控领域，适用范围小，更为严重的问题是，安全稳定性低，由于多旋翼是多轴多电机协同工作，只要其中一个电机发生故障，在空中势必造成不可挽救的事故。而固定翼飞机与多旋翼飞行器相结合，在空中飞行时多旋翼飞行器结构成为固定翼飞机的累赘，甚至对固定翼飞机的性能产生影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述航空飞行器的不足，发明一种可以垂直起降的组合飞行器及其起降方式，为固定翼飞机提供一个空中跑道。

一种组合飞行器，包括子机、半月槽、母机、通信系统和雷达校准仪。通信系统包括多旋翼飞行器通信系统和固定翼飞机通信系统。半月槽包括电池、第一控制器、传感器和电磁吸铁，半月槽以一定倾斜角固定在多旋翼飞行器上面，半月槽高于旋翼。电池、传感器和第一控制器置于半月槽正下方的连接支脚内。传感器与电磁吸铁相连，用于监测电磁吸铁的工作状态并将其状态信息输出到第一控制器。电磁吸铁由线圈、吸铁体、绝磁层、盖板和芯体组成；电磁吸铁置于半月槽中，盖板与半月槽内表面重合。电磁吸铁与第一控制器相连；电池为电磁吸铁供电。母机包括多旋翼飞行器、返航装置、减震起落架和多旋翼飞行器通信系统；减震起落架包括支脚、卡槽和减震弹簧，四根减震起落架安装在多旋翼飞行器机身的机轴下；多旋翼飞行器通信系统置于多旋翼飞行器内，与第一控制器连接，用于与固定翼飞机和第二控制器之间的信息传递；返航装置与第一控制器连接；电池为多旋翼飞行器、第一控制器、返航装置和多旋翼飞行器通信系统供电。子机包括固定翼飞机、固定翼飞机通信系统、第二控制器和吸附体。吸附体安装在固定翼飞机下半圆区域，能与电磁吸铁吸合。通信系统、第二控制器置于固定翼飞机前部；雷达校准仪包括监测雷达和发射雷达，发射雷达安装于固定翼飞机底部电磁吸附体中点，发射雷达与第二控制器相连。监测雷达置于半月槽底部两电磁吸铁中点，与第一控制器相连；监测雷达用于监测发射雷达的信号，根据信号的强弱判断发射雷达的位置，通过第一控制器控制多旋翼飞行器使监测雷达从下方向发射雷达逼近，直到两雷达位置竖直，半月槽由下至上与固定翼飞机接触，进入电磁吸铁工作范围，电磁吸铁通电产生磁力，电磁吸铁吸紧安装在固定翼飞机上的吸附体，将固定翼飞机固定在半月槽中。多旋翼飞行器通信系统和固定翼飞机通信系统为母子与子机间的通信桥梁。

所述电磁吸铁一共有六块，六块电磁吸铁置于半月槽的半月槽支脚内；左侧前后两个电磁吸铁置于半月槽左侧的两根半月槽支脚内，右侧前后两个电磁吸铁置于半月槽右侧两根半月槽支脚内，下方前后两个电磁吸铁置于半月槽正下方的半月槽支脚内；前后同一个圆平面的电磁吸铁与半月槽支脚与多旋翼飞行器交点的延长线相交于圆心。

所述的吸附体有三块，三块吸附体安装在固定翼飞机下半圆区域，能与电磁吸铁吸合。

该组合飞行器的起飞方式是：当母机停落在地面上时，子机通过吊车或者其他起重设备安放于母机的半月槽中；起飞时，电磁吸铁通电产生磁力固定子机，然后启动多旋翼飞行器，多旋翼飞行器垂直升空到一定高度后，启动固定翼飞机发动机，第一控制器控制多旋翼飞行器保持当前高度向前加速飞行；此过程中，电磁吸铁始终通电，当多旋翼飞行器的速度达到固定翼飞机的起飞速度后，第一控制器自动控制电磁吸铁断电，同时，第一控制器控制多旋翼飞行器降速，此时由于固定翼飞机达到起飞速度，而电磁吸铁断电失磁，固定翼飞机脱离半月槽，与多旋翼飞行器脱离，实现固定翼飞机的起飞；多旋翼飞行器与固定翼飞机脱离后，由第一控制器启动自动返航装置，控制母机自动返回地面。

该组合飞行器的降落方式是：当子机需要降落时，第二控制器控制固定翼飞机通信系统发送降落请求信号，地面的多旋翼飞行器机通信系统接收到降落请求信号，第一控制器根据降落请求信号内容启动多旋翼飞行器；多旋翼飞行器升空向子机靠近，进入对接范围，第一控制器控制多旋翼飞行器与固定翼飞机的速度保持一致并同向飞行，多旋翼飞行器根据监测雷达捕捉到的发射雷达的位置信息调整自身位置，当发射雷达与监测雷达的竖直线完全重合，即完全校准后，第一控制器控制多旋翼飞行器逼近固定翼飞机，当半月槽包含固定翼飞机机身后，第一控制器控制电磁吸铁通电，在磁力的作用下固定翼飞机与半月槽固定，然后第二控制器控制固定翼飞行器熄火，第一控制器控制母机上的返航装置返回地面。

本发明的组合飞行器，其起降方式不受场地限制，可以实现固定翼飞机垂直起降，能在较为狭隘的地方起降，而且性能安全可靠，同时智能化程度高，对驾驶员的操作要求不高。

附图说明

图1是电磁吸铁示意图；图2是母机左视示意图；图3是组合飞行器正视示意图；图4是子机正视示意图；图5是减震起落架示意图。

图中，1-电磁吸铁，11-线圈，12-吸附体，13-绝磁层，14-芯体，15-盖板，21-半月槽支脚，22-半月槽，23-监测雷达，24-电池，25-第一控制器，26-返航装置，27-传感器，31-发射雷达，32-多旋翼飞行器，33-多旋翼飞行器通信系统，4-固定翼飞机，41-吸附体，42-第二控制器，43-固定翼飞机通信系统，5-减震起落架，51-减震弹簧，52-支脚，53-卡槽。

具体实施方式

现结合附图对本发明加以具体说明，一种组合飞行器，包括子机、半月槽22、母机、通信系统和雷达校准仪；雷达校准仪还包括监测雷达23和发射雷达31；通信系统包括多旋翼飞行器通信系统33和固定翼飞机通信系统43；子机包括固定翼飞机4、固定翼飞机通信系统43、第二控制器42和吸附体41；母机包括多旋翼飞行器32、返航装置26、减震起落架5和多旋翼飞行器通信系统33。

所述半月槽22包括电池24、第一控制器25、传感器27和电磁吸铁1；半月槽22以一定倾斜角度固定在多旋翼飞行器32上面，半月槽22高于旋翼；电池24、传感器27和第一控制器25置于半月槽22正下方的半月槽支脚21内；传感器27与电磁吸铁1连接，用于监测电磁吸铁1的工作状态并将其状态信息输出到第一控制器25，第一控制器25与多旋翼飞行器通信系统33、电磁吸铁1和传感器27相连；电池24为第一控制器25和电磁吸铁1供电。

所述电磁吸铁1由线圈11、吸铁体12、绝磁层13、盖板15和芯体14组成；电磁吸铁1置于半月槽22的半月槽支脚21内，左侧前后两个电磁吸铁1置于半月槽22左侧的两根半月槽支脚21内，右侧前后两个电磁吸铁1置于半月槽22右侧两根半月槽支脚21内，下方前后两个电磁吸铁1置于半月槽正22下方的半月槽支脚21内；前后同一个圆平面的电磁吸铁1与半月槽支脚21和多旋翼飞行器32交点的延长线相交于圆心；盖板15与半月槽22内表面重合；电池24为电磁吸铁1供电。

所述母机包括多旋翼飞行器32、返航装置26、减震起落架5和多旋翼飞行器通信系统33；减震起落架5包括支脚52、卡槽53和减震弹簧51，四根减震起落架5固定在多旋翼飞行器32身的机轴下；多旋翼飞行器通信系统33置于多旋翼飞行器32内，与第一控制器25相连，用于与固定翼飞机通信系统43和第二控制器42之间的信息传递；返航装置26与第一控制器25相连；电池24为多旋翼飞行器32、返航装置26和多旋翼飞行器通信系统33供电。

所述雷达校准仪包括监测雷达23和发射雷达31。发射雷达31安装于固定翼飞机4底部两个吸附体41中点，与第二控制器42相连；监测雷达23置于半月槽22底部两电磁吸铁1中点，与第一控制器25相连；监测雷达23用于监测发射雷达31的信号，根据信号的强弱判断发射雷达31的位置，通过第一控制器25控制多旋翼飞行器32使监测雷达23从下方向发射雷达31逼近，直到两雷达位置竖直，第一控制器25控制多旋翼飞行器32从下方逼近固定翼飞机4，当半月槽22包含固定翼飞机4的机身后，电磁吸铁1通电，产生磁力吸紧安装在固定翼飞机4上的吸附体41，将固定翼飞机4固定在半月槽22中。

所述子机包括固定翼飞机4、固定翼飞机通信系统43、第二控制器42和吸附体41；吸附体41安装在固定翼飞机4下半圆区域，其垂点的延长线相交于圆心；固定翼飞机通信系统43和第二控制器42置于固定翼飞机4前部；发射雷达31与第二控制器42相连；第二控制器42通过固定翼飞机通信系统43的输入信息控制发射雷达31工作。

母机与子机之间的信息传递通过固定翼飞机通信系统43与多旋翼飞行器通信系统33实现。

该组合飞行器的起飞方式是：母机停放在地面上时，子机通过吊车或者其他起重设备安放于母机的半月槽22中；起飞时，电磁吸铁1通电，将固定翼飞机4通过连接机构固定在多旋翼飞行器32上方；然后，第一控制器25控制多旋翼飞行器32启动，将多旋翼飞行器32垂直升空到一定高度后，控制多旋翼飞行器32保持当前高度向前加速飞行，启动固定翼飞机4发动机，此过程中，电磁吸铁1始终通电，当固定翼飞机4速度达到起飞速度后，第一控制器25自动控制电磁吸铁1断电，同时，第一控制器25控制多旋翼飞行器32降速，此时由于固定翼飞机4达到起飞速度，而电磁吸铁1断电失磁，固定翼飞机4脱离半月槽22，与多旋翼飞行器32脱离，实现固定翼飞机4的起飞。多旋翼飞行器32与固定翼飞机4脱离后，由第一控制器25启动返航装置26，控制母机返回地面。

该组合飞行器的降落方式是：当子机需要降落时，第二控制器42控制固定翼飞机通信系统43发送降落请求信号，地面的多旋翼飞行器通信系统33接收到降落请求信号，第一控制器25根据降落请求信号内容控制多旋翼飞行器32启动，升空并向固定翼飞机4靠近，进入对接范围，多旋翼飞行器32与固定翼飞机4的速度保持一致同向飞行，多旋翼飞行器32根据监测雷达23捕捉到的发射雷达31的位置信息调整自身位置，当发射雷达31与监测雷达23的竖直线完全重合，即完全校准后，第一控制器25控制多旋翼飞行器32逼近固定翼飞机4，当半月槽22包含固定翼飞机4的机身后，第一控制器25控制电磁吸铁1通电，在磁力的作用下固定翼飞机4与半月槽22固定，然后第二控制器42控制固定翼飞机4熄火，由第一控制器25控制母机上的返航装置26返回地面。

Claims

1.一种组合飞行器，其特征在于：包括子机、半月槽（22）、母机、通信系统和雷达校准仪；雷达校准仪包括监测雷达（23）和发射雷达（31）；通信系统包括多旋翼飞行器通信系统（33）和固定翼飞机通信系统（43）；子机包括固定翼飞机（4）、固定翼飞机通信系统（43）、第二控制器（42）和吸附体（41）；母机包括多旋翼飞行器（32）、返航装置（26）、减震起落架（5）和多旋翼飞行器通信系统（33）；半月槽（22）包括电池（24）、第一控制器（25）、传感器（27）和电磁吸铁（1）；半月槽（22）以一定倾斜角度固定在多旋翼飞行器（32）上面，半月槽（22）高于旋翼；电池（24）、传感器（27）和第一控制器（25）置于半月槽（22）正下方的半月槽支脚（21）内；传感器（27）与电磁吸铁（1）连接，第一控制器（25）与多旋翼飞行器通信系统（33）、电磁吸铁（1）和传感器（27）相连；电磁吸铁（1）由线圈（11）、吸铁体（12）、绝磁层（13）、盖板（15）和芯体（14）组成；电磁吸铁（1）置于半月槽（22）的半月槽支脚（21）内，盖板（15）与半月槽（22）内表面重合；母机包括多旋翼飞行器（32）、返航装置（26）、减震起落架（5）和多旋翼飞行器通信系统（33）；减震起落架（5）包括支脚52、卡槽（53）和减震弹簧（51），四根减震起落架（5）固定在多旋翼飞行器（32）身的机轴下；多旋翼飞行器通信系统（33）置于多旋翼飞行器（32）内，与第一控制器（25）相连；返航装置（26）与第一控制器（25）相连；雷达校准仪包括监测雷达（23）和发射雷达（31）；发射雷达（31）与第二控制器（42）相连；监测雷达（23）与第一控制器（25）相连；监测雷达（23）用于监测发射雷达（31）的信号；子机包括固定翼飞机（4）、固定翼飞机通信系统（43）、第二控制器（42）和吸附体（41）；吸附体（41）安装在固定翼飞机（4）下半圆区域；固定翼飞机通信系统（43）和第二控制器（42）置于固定翼飞机（4）前部；发射雷达（31）与第二控制器（42）相连。

2.根据权利要求1所述的一种组合飞行器，其特征在于：左侧前后两个电磁吸铁（1）置于半月槽（22）左侧的两根半月槽支脚（21）内，右侧前后两个电磁吸铁（1）置于半月槽（22）右侧两根半月槽支脚（21）内，下方前后两个电磁吸铁（1）置于半月槽正（22）下方的半月槽支脚（21）内；前后同一个圆平面的电磁吸铁（1）与半月槽支脚（21）和多旋翼飞行器（32）交点的延长线相交于圆心。

3.根据权利要求1或2所述的一种组合飞行器，其特征在于：多旋翼飞行器（36）起落架为轮滑式起落架（5），采用弹簧减震结构。

4.根据权利要求1或2所述的一种组合飞行器，其特征在于：发射雷达（31）安装于固定翼飞机（4）底部两个吸附体（41）中点，监测雷达（23）置于半月槽（22）底部两电磁吸铁（1）中点。

5.根据权利要求1或2所述的一种组合飞行器，其特征在于：固定翼飞机（36）为有人驾驶机或者无人机。

6.根据权利要求1或2所述的一种组合飞行器，其特征在于：多旋翼飞行器（35）为四轴飞行器、六轴飞行器或八轴飞行器。

7.根据权利要求1或2所述的一种组合飞行器，其特征在于：固定翼飞机（36）的动力装置为汽油机或电动机。

8.一种组合飞行器的起飞方式，其特征在于：母机停放在地面上，将子机安放于母机的半月槽（22）上；电磁吸铁（1）通电，将固定翼飞机（4）通过连接机构固定在多旋翼飞行器（32）上方；然后，第一控制器（25）控制多旋翼飞行器（32）启动，将多旋翼飞行器（32）垂直升空到一定高度后，控制多旋翼飞行器（32）保持当前高度向前加速飞行，启动固定翼飞机（4）发动机，此过程中，电磁吸铁（1）始终通电，当固定翼飞机（4）速度达到起飞速度后，第一控制器（25）自动控制电磁吸铁（1）断电，同时，第一控制器（25）控制多旋翼飞行器（32）降速，此时由于固定翼飞机（4）达到起飞速度，而电磁吸铁（1）断电失磁，固定翼飞机（4）脱离半月槽（22），与多旋翼飞行器（32）脱离，实现固定翼飞机（4）的起飞。

9.多旋翼飞行器（32）与固定翼飞机（4）脱离后，由第一控制器（25）启动返航装置26，控制母机返回地面。

10.一种组合飞行器的降落方式，其特征在于：当子机需要降落时，第二控制器（42）控制固定翼飞机通信系统（43）发送降落请求信号，地面的多旋翼飞行器通信系统（33）接收到降落请求信号，第一控制器（25）根据降落请求信号内容控制多旋翼飞行器（32）启动，升空并向固定翼飞机（4）靠近，进入对接范围，多旋翼飞行器（32）与固定翼飞机（4）的速度保持一致同向飞行，多旋翼飞行器（32）根据监测雷达（23）捕捉到的发射雷达（31）的位置信息调整自身位置，当发射雷达（31）与监测雷达（23）的竖直线完全重合，即完全校准后，第一控制器（25）控制多旋翼飞行器（32）逼近固定翼飞机（4），当半月槽（22）包含固定翼飞机（4）的机身后，第一控制器（25）控制电磁吸铁（1）通电，在磁力的作用下固定翼飞机（4）与半月槽（22）固定，然后第二控制器（42）控制固定翼飞机（4）熄火，由第一控制器（25）控制母机上的返航装置（26）返回地面。