CN107444643A - 一种箱式货运无人机及其配套系统和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种箱式货运无人机及其配套系统和应用，将无人机货运与城市普遍采用的标准货箱或国标三轮车快递分发模式结合，它涵盖了货箱标准、货物舱结构、适合高出勤率及低空飞行的无人机导航与飞行控制、低空链路及航行监测系统等技术，以及相应的适航性标准和审定法规、飞行空域管理法规、操作员培训方法、无人机系统设计与制造技术、飞行应用与商业模式等全产业价值链的更新与发展。无人机箱式货运的设计采用快递三轮车的车厢国家标准，有助于与快递货物自动分拣工程配套，实现一站式自动分拣及分箱运输，建立航空货运与城区快递的联运模式，节省机场装卸环节的时间和成本，促进快递业自动装备的发展。

Description

一种箱式货运无人机及其配套系统和应用

技术领域

本发明涉及箱式货运无人机，以及快递自动分拣配套系统，属于航空运输领域。

背景技术

航空货运应用于快递业务的优势明显，一是速度快，对于快递，海鲜和生鲜，应急救援运输等快速运输的需求量持续增长。二是适合远距离快速运输，综合成本较低，适合道路拥堵，道路崎岖的边远地区运的运输。多轴旋翼无人机的出现，对低成本物流的期望不断提升。但是，目前的航空运输主要是有人驾驶飞机承担，货运无人机还在开发过程。国内现有的有人驾驶货运飞机包括运五，运12，运七和运八等飞机，以及进口的波音，空客等飞机，共同点是货运吨位较大。最小的运五飞机装载量12000kg，运12装载量约20000kg。在县级城市之间，县级城市到乡镇村镇之间的物流，需要点到点的飞机运输。有人驾驶飞机在这方面存在不足，一是成本较高，其中包括飞机购置费用，驾驶员费用，机场费用，航空专用油料费用，以及较大飞机的空载率高。二是有人驾驶飞机的飞行对气象条件要求高，在多云雾的南方地区飞行延误率较高。三是对机场管制的配置要求高，对航空专用油料的供应不畅通。无人机的发展展示了更多的特点和优势。多轴旋翼无人机在承担小货量方面有独到优势，但不胜任百公斤级的货物运量要求。固定翼飞机比直升机的安全性高，承载能力大且费用低，适合较远距离的快速且低成本运输，特别是国内通航机场正在迅速增加，有利于航空运输业务的发展。本发明选择固定翼无人机系统作为县级城市之间以及乡镇级村镇之间的快递货物的运输，其主要特点和优势明显，一是运输重量的选择范围较宽，700kg级的轻型货运无人机，可采用汽油发动机，油料供应市场化程度高且成本低。二是能够昼夜及时飞行运输，特别是采用低空航线且采用点到点运输的飞行模式，对起降的气象条件要求显著降低从而显著增加年出勤率和起降准时率，支持次晨到的快递服务模式，减少飞行员成本。三是轻型货运无人机具备短距离起降，对机场保障条件要求较低，并且今后发展趋势可由无人机地面站与航管部门联网分担，一致可以实行自助机场的模式。四是轻型货运无人机可采用箱式货运，与城市三轮车送货的标准车厢尺寸一致并且通用的箱式装卸技术，省却或缩短在机场的货物装卸时间，减少辅助人员。根据国务院关于促进快递业发展的若干意见，交通运输部发文《关于加强和改进城市配送管理工作的意见》推动城市配送车型向标准化、箱式化发展，并与公安部和商务部联合发文《交通运输公安部商务部关于加强城市配送运输与车辆通行管理工作的通知》(交运发2014年第35号)推动管理工作的实施。2014年根据《中华人民共和国道路交通安全法》第58条规定，针对城市快递用量最大的快递三轮车的车厢尺寸标准，对《快递专用电动三轮车技术要求(YZ/T 0136)》行业标准作了修改。本发明提出的箱式货运无人机货物舱的设计尺寸借鉴该标准，即对接城市配送运输车型中快递车厢的尺寸与飞机货物舱装载的货箱尺寸。

京东集团等物流企业，正在设计和实施全自动仓库，升级配送系统努力降低社会化物流成本，推进自动化入库，理货，出库和分拣，特别是自动分拣，将会实现一次性最终地址分拣，减少多级分拣时间和人力。物流企业的努力目标是为缩短配送环节时间，提高配送效率，降低人工成本。因此，航空货运与城市快递之间存在快速联运的需求。结合城市快递的箱式货运发展趋势，借助快递车厢国家技术标准，应用于航空箱式货运的设计，提出航空箱式货物舱结构尺寸的设计依据，通过航空货运与城市快递的便捷交接过程，实现卸车装机和卸机装车的直接对接，减少机场起降期间的货物装卸时间，更好体现点到点运输模式的优势，降低此阶段的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种箱式货运无人机及其配套系统和应用，以克服现有技术存在的问题。

本发明是这样实现的：

首先，本发明的箱式货运无人机采用常规布局，机身内置装载货物的货物舱，货物舱内地板距离地面高度约0.5米，与城市快递车厢所搭的三轮车底盘高度相协调，货物舱的舱门开在机头，或机尾，或机身侧面，方便装卸货物，并且舱门的开关锁设计为两种开锁方式，一是地面监控站发送指令开锁，一种是地面人员或快递人员机械或密码开锁，密码开锁包括机械密码或电子密码，该电子密码包含图形或条形码。货物舱舱门与机身的分离面设计在机身直线段上，并进行防水设计。货物舱内尺寸设计成适合装载1个或多个箱式货物箱，简称货箱，每个货箱之间在装机时用减震防磨的隔板隔开，隔板可以做成整块的，或做成在货箱的四角和中间在装机时临时粘贴上，成本较低。

所装载的货箱种类包括标准尺寸的快递车厢，并对机上所载货箱与快递车厢进行技术指标的协调设计，成为机载和快递通用的货箱，以便适应快递货物的自动分拣与航空和城区联运。对货箱的设计可按照快递车厢标准尺寸进一步分为整体货箱和单体货箱两类，单体货箱是按快递车厢的长度或高度尺寸分割为定制的更小尺寸的货箱，包括按照快递车厢长度或高度的1/2，1/3分切为较小单体货箱，以便利用机上货物舱的装载空间，货箱内可以再用分类包装袋分代装载，实现自动分拣地址一次完成装运。

在货箱上设计用于机上货物舱内和用在快递三轮车上紧固用的系留点或防滑的凹槽，在货箱的侧壁设置标志货物清单的编号或看板或电子识别码，货箱航运到达机场的分流包括两类，一类是直接装上城区三轮车，一类是多件货箱装上大货车运到城区分拣点再分装上三轮车。货物舱地板安装疏导货箱位移的导向件，以及滚动或者滑动机构帮助容易移动货箱，可采用进舱时为货箱预穿绳索的方法牵拉出舱，复杂且花费的设计是电动出舱。而在货物舱的地板和侧壁包括顶壁设置紧固及约束货物位移的系留及防晃结构，称为机上系留点，以便对货物进行纵横如井字固定，既可紧固也可调整重量重心，简易的防晃设计可以采用弹性或充气结构，而在设计细节上，货箱上与防晃约束机构对应处相应设计加固结构，或称为加强筋，采用轻质复合材料结构，并为了装卸移动顺畅，可以在货箱外底板棱角部位设计较大半径的圆弧棱角，采用耐磨损材料，或为节省费用可不采用耐磨材料。

进一步的，货物舱为打包货物并降低装载成本，采用刚性底板支托货物，在货物的侧面再用侧板或顶板，以及防水包裹材料，经过打包(打包机或收紧带)紧固货物成为整体，构成外形长宽高尺寸和整包重量符合快递车厢国家标准的通用简易箱式包裹，既可以是装入货物舱的货箱，又可以是装上三轮车底盘的快递车厢，在箱式包裹的侧壁设置标志货物清单的编号或看板或电子识别码，箱式包裹航运到达机场的分流包括两类，一类是直接装上城区三轮车，一类是多件箱式包裹装上大货车运到城区分拣点再分装上三轮车。底板支撑所包裹的货物并在货物舱内移动和紧固以及在三轮车底盘上紧固，侧板或顶板用轻质材料制作，具有一定刚性构成包裹外形及保护货物。而对于已经采用小件盒装，或具备堆码成型的货物，可以简单采用防水包装袋打包，其打包外形尺寸及重量符合城市快递车厢的国家标准。在货物舱内对这类箱式包裹也采取紧固系留防止移动。

进一步的，货物舱为满足较长尺寸货物装机运输，以及低成本运输的需要，货物舱内允许货物直接装入，也为满足延续现在货运方式时期的货运技术状态，即一是不具备自动分拣的情况，二是不具备航空与城区联运的情况。在货物舱内对这类直接装入的小件货物或超长货物即类似散装货物也采取紧固系留防止移动。特别是货物舱(7)与机身(1)分体的设计方案，允许货物舱(7)整体移动装入或拖出机身(1)，这种情况的机身(1)可以简化成为框架式的机身结构甚至是非密闭的结构，以减轻重量，前主起落架系统仍然安装在框架式机身(1)结构上的下方，而货物舱(7)的外形尺寸能够从框架式机身(1)的前向或后向移动进出框架式机身(1)，变身成为一件货物箱(8)，通过框架式机身(1)侧壁或地板或顶壁上的紧固部件将该货物箱(8)与框架式机身(1)固连，实现该货物箱(8)及其货物的整体装运。常规椎体流线形的机头和机尾整流罩仍然留在框架式机身(1)上，并设计成可以转动的且能够让该货物箱(8)进出机身(1)的舱门，另一种设计方案是在该货物箱(8)航向的前后端设计可替代机身(1)机头和机尾整流罩外形的锥形结构，该锥形结构在该货物箱(8)离开机身(1)后可以拆卸下来。为顺利在框架式机身(1)中装卸整体的该货物箱(8)，配套设计地面使用的可移动托车。卸货时，该托车从框架式机身(1)的前向或后向与框架式机身(1)对接后，用托车上的连接器连接该货物箱(8)并将其拖上托车，然后随托车移动到其它位置，装货时则反之。

进一步的，机体结构包括机身，机翼，尾翼，起落架和发动机，其前缘和突出部位的表面安装防冰结构或涂覆防结冰材料。并且全机表面安装和涂覆防静电设备和材料，放电刷安装在机翼和尾翼的后缘及外侧。对采用复合材料的表面，可以结合防结冰和防静电所用材料进行一体化设计。

本发明的这种箱式货运无人机的配套系统是这样的：机载系统中，导航与飞行控制系统中的飞行控制计算机装备自动驶入驶出跑道和滑行道功能，即从机场停机坪自动驶入到跑道起飞点并自动起飞，以及着陆后从停机点自动驶出跑道回到停机坪，同时增加专用控制功能，控制多台发动机的拉力差，或推力差，并与气动舵面力矩结合，构成更强的航向保持及抗侧风的控制逻辑和控制量的性能，包括对个别发动机空中故障或停车的处置。低空链路是多种链路设备的组合使用，包括采用视距遥测遥控及信息传输链路，4G/5G移动通信链路，短波或超短波电台三种常用数据链共同构成低空超视距链路，简称低空链路，通过地面监控站与机载系统互联互通，接收遥测信息和发送遥控指令。其中，4G/5G通信链路可以用BD卫星短电文功能替代。视距遥测遥控及信息传输链路主要用于飞机的起降阶段的测控，而对于中大型或高附加值的货运无人机，还可以增加配置机载点对点卫星中继或航空中继的通信遥测遥控与信息传输链路，增强低空链路性能，其中，对卫星中继遥测遥控与信息传输系统的使用采用対星接通与关断的间歇方式通信，但对遥测数据可拟合实现连续监视，以节省通信费用。安装机载航行监视系统，包括ADS-B广播式自动相关监视系统和航管话音转发系统，其中，ADS-B数据链可作为低空链路的一条并行链路使用。机身上周围和尾翼上安装飞行作业监视视频摄像头，包括可见光或红外视频设备，视频信息数据同步下传或采用指令选择的方式下传给地面监控站。低空链路与地面监控站连接，在机上或地面监控站上解算提供飞行航线自动预测到达距离和时间，以及回报货运无人机实时位置。

与机载系统配套设计，地面监控站按照固定的或可移动的两种结构方案设计，其中，移动式包含便携式，而地面监控站与飞行器的机载系统配套设计，地面监控站上相应设置导航差分站，低空链路和航行监视系统所配套的收发设备和监控设备，以及监控操作的人机界面，相应设置所需的地面天线和基站设备。地面监控站可分为两类，一类是侧重实施无人机起降监控的技术型地面监控站，一类是侧重货运监控的作业型地面监控站，两者都可以通过光纤或卫星联网，实现更广大区域的网络化监控功能，并且增强超视距宽带数据链的性能。

基于本发明的技术方案的异地机场的起飞和着陆所需飞行保障系统的设计方法及系统是这样的：通过设计异地机场保障成套设备实现货运无人机异地机场的起降操作，减少异地机场保障人员。该保障系统包括机载设备和地面设备的配套设计。机载系统包含多套，一是测高标校系统及气象询问机，测高标校系统由机载系统当前高度参数与通场测高参数的自动修正获得当前机场场高数据，气象询问机用于在异地机场接收当地机场的气象信息，或向当前机场发送询问指令，起动机场设置的气象参数自动检测基站从而获得气象信息，特别是场高参数，二是前视视频，三是卫星差分台信号接收机，四是航行监视系统及航管话音设备。地面系统包含多套，一是机场场高测量设备，特别是由接受机载指令而起动的机场着陆信息发送设备，包括机场气象参数自动检测基站，其自动播发当前机场气象信息，特别的设备是由机载气象询问机的指令而起动的机场场高，风速信息的广播或发送设备，二是卫星差分台，三是航行监视系统基站，航管话音电台，四是低空链路基站，含短波或超短波电台，当地4G/5G通信信号强度监测仪或机场4G/5G中继设备，当地4G/5G信号可用则不用安装机场专用4G/5G通信中继设备，五是起降监控站，包括固定式，移动式或便携式的设备，六是机场可更换的应急备件，七是机载全系统自动检测器。

本发明的可能应用领域有：按照上述设计方案及系统，对国产运7系列或运8系列或运12系列或运5系列的飞机选择进行改装设计，其中，货物舱无需按照标准货箱尺寸改装设计，重点设计对货物箱的紧固及系留，以及按照上述的机载系统对原机进行改装设计，配套设计地面监控站，从而成为相应的箱式货运无人机系统，根据用户要求可保留原有的有人驾驶系统。所述的改装为箱式货运的无人机系统在货物舱安装任务载荷，适用于航空测绘，海上搜救，护林作业，任务载荷包括航空相机和激光雷达及其组合，可见/红外视频吊舱，合成孔径雷达，外挂物及投放物等多种组合。

本发明针对快递货运的特点，提出箱式货运无人机及其配套系统，与传统设计方法不同在于，本发明针对国家标准确定的快递车厢尺寸标准，设计航空快递货物舱以及航空货箱，这是全新的飞机定制设计方法的探索。而一般设计方法更多的是通用设计，按照一类宽泛的用户需求进行设计。实现箱式货运能够支持航空运输与城市快递业务的快速对接，包括快递货物经过自动分拣一步装箱，航空运输及快速装卸对接城区三轮车的装车，从而节省时间和费用。按照城市运输车型规定的快递车厢装载最大重量为180kg，空箱重量35kg，因此，可以开发设计装载多件快递车厢的箱式货运无人机。在实际使用中，可以应用几种装运方案，一是可以装运多件快递车厢的箱式货运无人机，其中，每件快递车厢的重量可以不相等，包括个别快递车厢内装货物体积大但重量小。二是可以简化航空货箱的包装结构，进一步降低成本。三是对于还不具备自动分拣的条件，以及还不具备航空或与与城市三轮车直接联运的条件，仍然可以用箱式货运无人机继续装运2～6号快递标准纸箱，以及快递袋装货物，类似散装货运。

本发明提出的航空箱式货运无人机及其配套系统，分析了与快递车厢尺寸相同的航空货箱在飞机货物舱内的安装和在城市三轮车上的安装紧固方式，并进行协调设计，既符合标准尺寸也便于快速紧固，其在飞机货物舱内实现紧固的方式比较简单有效，但因为与三轮车上连接的具体设计方案可以较多且灵活，本发明不对此提出具体方法。本发明提出的箱式货运无人机系统，无人机的总体气动结构布局仍采用常规布局方，因此设计方法及系统仅对货物舱结构适应箱式货运的尺寸及内部结构提出新方法，以及针对货运无人机系统及其飞行，在技术上适应国家低空空域管理的技术要求，也适合低成本运行的需求，提出机载系统及低空链路的设计方法及系统，并配套设计地面监控站。作为一种可能的应用方向，现有的有人驾驶飞机包括运五，运十二等采用本发明提出的无人机结构及系统，对这些飞机进行加改装设计，可成为箱式货运无人机系统。

附图说明

图1为本发明的箱式货运无人机结构示意图；

图2为本发明的沿途送货与收货规划示意图。

附图中的标记为：1-机身，2-机翼，3-发动机，4-尾翼，5-第一舱门，6-第二舱门，7-货物舱，8-箱式货物箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种箱式货运无人机系统采用上单翼和矩形截面的机身1，尾翼4可选上T型或双尾撑，两台发动机3安装在机翼2下，前三点起落架的主起落架安装在发动机舱后段。整机机长11m，翼展18m，机高1.75m。机身货物舱7长度6m(可顺航向串联装载4个航空箱式货物箱8暨快递车厢)，高度1.25m，宽度1.15m，机身1腹部距地面0.5m，机身1货物舱7的第一舱门5开在机头并可根据用户需要在机尾同时制作后舱门既第二舱门6，便于超长货物的进出。见图1。

技术指标：最大起飞重量2500kg，装载重量700kg，平均巡航速度160km/h，最大速度240km/h，续航时间大于12h，飞行升限6000m，平均起降距离350m，起降抗正侧风速15m/s，其中，发动机3输出力与气动舵面力矩的组合控制提高航向保持能力，动力马力260-320hp(双发，汽油活塞)，低空链路测控距离300～2000km，货物舱7最多装载3个标准快递车厢，机场装卸货时间约10min。按照该指标，该机可以在通航III类机场起降，该机航程约1900km，货物配发点到最远城市的飞行半径约950km。实际上货物配发点设置在某一城市附近，其与周边城市的距离差距较大。随着低空空域管理政策优化，今后通用航空机场会推出自助管制与服务的类型，机场使用成本进一步降低。

箱式货运一般从配送中心出发送货，顺带从终端机场收货返回配送中心。于是，存在几种送货/收货的状态。满载出发达到首站即完全卸货的情况，属于满送状态，而满载出发经过首站部分卸货，到达下一站才完全卸货的情况，属于分送状态。反之，从终端机场的首站收货即达到满载的情况，属于满收状态，而经过多站收货才达到满载的情况，属于分收状态。

航空箱式货运规划典型情况归纳：

1、首站满载送货(满送)，首站满载收货(满收)

2、首站满载送货(满送)，多站累积收货(分收)

3、多站分担送货(分送)，多站累积收货(分收)

4、多站分担送货(分送)，末站满载收货(满收)

图2示意沿途送货与收货规划的几种情况，每个多边形表示一个城市或乡镇，统称城区。左图斜纹城区表示首站、满送，到下站网纹城区才达到满收，然后返回配送中心。右图表示首站没有满送，而在下站达到满收提前返回配送中心。如果出现提前返回的情况，配送中心一般会调配增加对计划航线的城区送货/收货。

货物送达城区机场后，箱式货物由城市三轮车接装直接分发到客户，省却运回城区分拣点再次分拣的重复，减少城区分拣点人员数量。对个别少量地址不详或特殊的货物，则交由城区分拣点补充分拣。在机场接货/送货的人员，经过授权，可以开启飞机货物舱7的舱门。如果被授权人员是机场专职人员，则负责飞机着陆和飞机返航所需提供的着陆和起飞信息，并与配送中心机场联系确定达到着陆和返航起飞的程序操作。如果城区机场是无人值守机场，则被授权人员可以是分拣点委托的人员，经过培训完成着陆和起飞的程序操作，可节省专职人员费用。至于飞机在城区机场着陆和起飞所需配合的地面设备、地面人员的技术要求和人数，在具体飞机的技术说明书中明确。

实施例2：

异地机场起飞着陆的实施案例。货运无人机从配送中心所在城区机场起飞，到达预定航线沿途的送货城区机场着陆，这属于异地机场着陆。再从这里起飞，属于异地机场起飞。货运无人机在异地机场的着陆和起飞是经常性的起降状态。国内最低的机场建设标准是通用航空III类机场，根据国家民航局公布的机场运行最低标准，没有限制具体的有人驾驶机型的性能和操作水平，而无人机系统的起降可以比照有人驾驶飞机精密进近和着陆运行分类，工业级且系统完备的无人机系统，满足早期标准最严酷的CAT IIIC运行，即无决断高和无跑道视程限制的精密进近和着陆。对于异地机场起飞的最低标准，各类飞机的RVR均可为零。本发明中建议使用人保留着陆的决断高度的技术措施，并且对每个异地起降机场事先进行无人机系统飞行程序校验并按民航局有关规定提交批准后实施。确保无人机系统顺利实施异地机场的着陆和起飞，关键在于无人机系统和异地机场建设及设施的设计方法及系统。

异地机场无人机起降系统的设计考虑机场已有设施基础上，针对无人机的最低专用系统技术方案。本发明提供了基本的系统项目。典型的无人机异地着陆过程如下。

无人机飞行进入异地机场空域并获准着陆前，按预定程序转入自动着陆控制状态，切入着陆航线，开始进近程序。在通场过程中完成高度拨正，其中，通过两种途径获得异地机场当前场高信息，一是当地机场提供给无人机的地面监控站并由地面站装订给无人机，一是由无人机上机载气象询问机向当地机场设置的气象参数自动检测基站发送询问指令，起动当地该气象参数自动检测基站的信息广播，一是无人机机载测高标校系统根据通场状态自动起动当前场高的标校，三种情况的新场高数据，以装订最优，其次为询问获得信息。无人机获得当前机场场高及风速等气象信息后，自动修订机载场高参数，继续着陆进近和着陆，机载前视视频提供给地面站作为着陆辅助信息。如果当前机场气象条件不满足无人机着陆技术要求，无人机机载系统向地面监控站报警，同时着陆航线转入待机航线，等待地面站指令。一般情况下地面站会进一步向该机场人工核实情况，确是不满足着陆气象条件，则发出终止该机场着陆程序，转为下一机场，或返航。如果无人机在预定时间不能收到地面站回复的指令，则自动返航。无人机着陆的其它技术情形略述。异地机场起飞的情形比较简单，主要包括三项操作程序，一是飞前全机系统自动检测，并同步检查低空链路的设置和状态，一是起飞及飞行航线复核，一是当前地面起降监控站的正确使用。

当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种箱式货运无人机，包括机身(1)，机翼(2)，尾翼(4)和发动机(3)，其特征在于：机身(1)内置货物舱(7)，货物舱(7)的舱门开在机头，或机尾，或机身(1)侧面；货物舱(7)的舱门的开关锁按照两种方式实现，一是地面监控站指令开锁，一种是地面人员或快递人员机械或密码开锁；货物舱(7)内设有用于装载一个及以上的箱式货物箱(8)的空间，相邻的箱式货物箱(8)之间在装机时用弹性隔板隔开；在货箱上设计用于机上货物舱内和用在快递三轮车上紧固用的系留点或防滑的凹槽，在箱式货物箱(8)的侧壁设置标志货物清单的编号或看板或电子识别码；货物舱(7)地板安装疏导箱式货物箱(8)位移的导向件，以及滚动或者滑动机构帮助容易移动箱式货物箱(8)，而在货物舱(7)的地板和侧壁包括顶壁设置紧固及约束箱式货物箱(8)位移的系留及防晃结构。

2.根据权利要求1所述的箱式货运无人机，其特征在于：所述货物舱(7)采用刚性底板支托货物，在货物的侧面用侧板或顶板，以及防水包裹材料，经过打包紧固货物成为整体，构成外形长宽高尺寸和整包重量符合快递车厢国家标准的通用简易的箱式包裹；所述刚性底板支撑所包裹的货物并在货物舱(7)内移动和紧固以及在三轮车底盘上紧固；所述侧板或顶板用轻质材料制作。

3.根据权利要求2所述的箱式货运无人机，其特征在于：货物舱(7)的舱门进行防水设计；所述防晃结构采用弹性或充气结构；全机结构前缘和突出部位的表面安装防冰结构或涂覆防结冰材料。

4.根据权利要求2所述的箱式货运无人机，其特征在于：所装载的箱式货物箱(8)种类包括标准尺寸的快递车厢，并对机上所载箱式货物箱(8)与快递车厢进行技术指标的协调设计，成为机载和快递通用的货箱；对机载货箱的设计可按照快递车厢的标准尺寸进一步分为整体货箱和单体货箱两类，单体货箱是按快递车厢的长度或高度尺寸分割为定制的更小尺寸货箱，包括按照整体车厢长度或高度的1/2，1/3分切为小单体货箱。

5.根据权利要求2所述的箱式货运无人机，其特征在于：所述货物舱(7)内允许货物直接装入，在货物舱(7)内对这类直接装入的货物设置紧固系留结构防止移动。特别是货物舱(7)与机身(1)分体的设计方案，即采用货物舱(7)整体移动装入或拖出机身(1)，这种方案的机身(1)可以简化成为框架式的机身结构甚至是非密闭的结构，前主起落架系统安装在框架式机身(1)结构上的下方，可以收放，而货物舱(7)的外形尺寸能够从框架式机身(1)的前向或后向移动进出框架式机身(1)，变身成为一件货物箱(8)，通过框架式机身(1)侧壁或地板或顶壁上的紧固部件将该货物箱(8)与框架式机身(1)固连，实现该货物箱(8)及其货物的整体装运。机头和机尾整流罩留在框架式机身(1)上，并设计成可以转动的且能够让该货物箱(8)进出机身(1)的舱门，另一种设计方案是在该货物箱(8)航向的前后端设计可替代机身(1)机头和机尾整流罩外形的锥形结构，该锥形结构在该货物箱(8)离开机身(1)后可以拆卸下来。为顺利装卸整体的该货物箱(8)，配套设计地面使用的可移动托车。卸货时，该托车从框架式机身(1)的前向或后向与框架式机身(1)对接后，用托车上的连接器连接该货物箱(8)并将其拖上托车，然后随托车移动到其它位置，装货时则反之。

6.一种权利要求1-5中任意一项所述的箱式货运无人机的配套系统，其特征在于：机载系统中，导航与飞行控制系统装备自动驶入驶出功能模块，以及对多台发动机的推力或拉力与气动舵面协同控制飞行航向及抗侧风的专用控制功能模块；低空链路采用多种链路设备的组合使用，包括采用视距遥测遥控及信息传输链路，4G/5G移动通信链路，短波或超短波电台三种常用数据链共同构成低空超视距链路，通过地面监控站与机载系统互联互通，接收遥测信息和发送遥控指令；

其中，4G/5G通信链路可用BD卫星短电文功能替代。视距遥测遥控及信息传输链路用于飞机的起降阶段的测控，并增加配置包括机载卫星中继或航空中继的遥测遥控与信息传输的超视距通信链路，增强低空链路性能；

其中，对卫星中继遥测遥控与信息传输系统的使用采用対星接通与关断的间歇方式通信，以节省通信费用；

同时，安装机载航行监视系统，包括ADS-B广播式自动相关监视系统和航管话音转发系统，其中，ADS-B数据链作为低空链路的一条并行链路使用；

机身上周围和尾翼上安装飞行作业监视视频摄像头，包括可见光或红外视频设备，视频信息数据同步下传或采用指令选择的方式下传给地面监控站；低空链路与地面监控站连接，在机上或地面监控站上解算提供飞行航线自动预测到达距离和时间。

7.根据权利要求6所述的箱式货运无人机的配套系统，其特征在于：地面监控站按照固定的或可移动的两种结构方案设计，地面监控站与飞行器的机载系统配套设计，在地面监控站上相应设置导航差分站，低空链路和航行监视系统所配套的收发设备和监控设备，以及监控操作的人机界面，相应设置所需的地面天线和基站设备；地面监控站分为两类，一类是侧重实施无人机起降监控的技术型地面监控站，一类是侧重监控货运作业的作业型地面监控站，两类地面监控站可通过光纤或卫星联网。

8.根据权利要求7所述的箱式货运无人机的配套系统，其特征在于：异地机场的起飞和着陆所需飞行保障系统包括机载设备和地面设备；

机载系统包括：测高标校系统及气象询问机、前视视频、卫星差分台信号接收机、航行监视系统及航空话音设备；

地面系统包括：机场气象参数自动检测基站、卫星差分台、航行监视系统基站和航管话音电台、低空链路基站、起降监控站、机场可更换的应急备件、机载全系统自动检测器。

9.一种权利要求1-6中任意一项所述的箱式货运无人机的应用，其特征在于应用于以下几个方面：对国产运七系列或运八系列或运十二系列或运五系列的飞机进行改装设计，设计对箱式货物箱(8)的紧固及系留，以及加改装设计机载系统和配套的地面监控站，从而成为相应的箱式货运无人机系统，或保留原有的有人驾驶系统；在货物舱(7)安装任务载荷，任务载荷包括适用于航空测绘，海上搜救，护林作业，外挂物，投放物的设备及系统。