CN108216621A - 一种机翼翼尖连接并联式子母飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机翼翼尖连接并联式子母飞行器，其由一架母机飞行器(1)和两架子机飞行器(2)通过连接机构(3)组成的大展弦比亚音速飞行器，两架子机飞行器(2)对称安装在母机飞行器(1)两侧；母机飞行器(1)为大展弦比亚音速布局形式；两架子机飞行器(2)各位于母机飞行器(1)的左右翼尖处，为平直机翼布局形式；连接机构(3)位于母机机翼翼尖(4)和子机机翼翼尖(5)之间，采用滑轨或连杆机构的方式连接母机飞行器(1)和子机飞行器(2)。本发明子机飞行器(2)借助自身动力可以独立完成相应飞行任务，这有利于降低母机飞行器(1)的损坏风险，降低使用费用，有利于无人机使用效费比的提高。
Description
技术领域
本发明属于无人机设计技术领域，涉及一种由一架大型无人机和两架小型无人机通过机翼翼尖并联式连接组成的子母飞行器。
背景技术
对于常规飞行器组合，均采用子机飞行器通过悬挂装置挂装在母机飞行器机腹、机身或机翼下，母机飞行器挂装子机飞行器后在满足使用目的的同时，无法满足组合飞行器飞行性能的提升，子机飞行器只会增加母机飞行器的飞行阻力，降低飞行器升阻比，影响飞行器飞行性能。
子母机组合飞行器常规设计，利用母机飞行器作为飞行载体，达到预定目标区域后，将子机飞行器予以释放，完成子母飞行器各自的飞行任务。但是，这种设计只是将子机飞行器考虑作为一种额外附加的悬挂物挂装在母机飞行器上，通过母机飞行器的运载功能将其携带到预定飞行区域，子机飞行器在此期间只会对母机飞行器产生不利影响，如增加阻力、增加俯仰力矩非线性，恶化母机飞行器的飞行性能，进一步降低飞行器组合的航程、航时。相对单独的母机飞行器，常规的子母飞行器组合降低了飞行性能。
子母飞行器组合通过母机飞行器的携带作用，在特定区域、特定高度条件下，释放子机飞行器，子机飞行器既具备独立的使用功能，还具备与母机飞行器协同控制和信息交互能力，因此可以完成要地监视、信息侦察、干扰、中继、攻击作战等需求，具备极大的军、民应用前景。子机飞行器较小，设计、制造成本较低，可以适应高危险区域的使用需求，为消耗性产品；母机飞行器一般为大型飞行器，系统复杂，设计、制造成本较高，在航程、航时等性能方面具备较大优势，但是因为成本原因，不利于执行较危险任务，一旦损毁，会给使用方带来较大损失；子母飞行器组合正是结合子机飞行器和母机飞行器的各自使用优缺点发展而来。
另外，从现在各国设计的长航时、长航程飞行器来看，增加飞行器机翼展长、增大飞行器有效展弦比是提升飞行器巡航性能的合理措施之一，比如U-2侦察机、全球鹰无人侦察机，大展弦比飞行器具备长航时、长航程的飞行性能优势。
发明内容
本发明解决的技术问题:提出一种具备携带子机飞行器功能又具备挂装子机飞行器后飞行器性能得到提高的子母飞行器组合。
本发明的技术方案:一架母机飞行器1和两架子机飞行器2通过翼尖的连接机构3并联式连接成子母飞行器组合；两架子机飞行器2对称安装在母机飞行器1机翼两侧；母机飞行器1由机身、机翼、倒V形尾组成，大展长亚音速机翼，翼尖平直，根梢比小于2，机翼后缘有后缘襟翼、副翼，左右对称；母机飞行器1机身后部安装动力装置，尾部为尾喷管，下方安装有倒V形尾，兼有平尾和垂尾双重功能；两架子机飞行器2各位于母机飞行器1两侧，通过连接机构3并联式连接在母机机翼翼尖4处；子机飞行器2为平直机翼布局形式，螺旋桨发动机可位于飞行器头部或尾部位置，倒V形尾位于机身尾部，兼有平尾和垂尾双重功能；机翼后缘和倒V形尾后缘布置有操纵舵面；子母飞行器组合在起飞前将子机飞行器2挂装到母机机翼翼尖4上，以母机飞行器1为载体，起飞后飞行至预定高度、区域，通过翼尖连接机构3解锁，子机飞行器2从母机飞行器1翼尖处脱离，之后通过自身螺旋桨驱动飞行完成设定任务，母机飞行器1继续停留在指定区域继续完成任务直至返航，子机飞行器2不要求回收。
所述的并联式连接是指母机飞行器1和子机飞行器2通过各自翼尖处的连接机构3并联连接成整体，两架子机飞行器2对称挂装到母机飞行器1左右侧并联组合成一个新的飞行器，滑轨装置的分离可以利用子机飞行器2向前滑行脱轨，连杆机构的分离可以采用机械解锁或爆炸螺栓断裂方式。
所述的子母飞行器分离，是指子母飞行器组合根据使用需要，达到指定区域后，单个或两个子机飞行器2断开与母机飞行器1的连接，并启动各自驱动动力继续完成设定动作的行为。
所述的倒V形尾兼有平尾和垂尾功能，可用于飞行器的俯仰方向、偏航方向控制，相对竖直面，偏转角度在15°～75°之间。
所述的子机飞行器2螺旋桨，其驱动动力可以是电动机、汽油柴油发动机。
所述的子母飞行器组合翼尖连接处，机翼上下表面采用柔性保护蒙皮予以平滑过渡连接，连接蒙皮在子母飞行器分开时随之变化，不会影响连接处的分离。
所述的子机飞行器2机翼的弦长不大于母机飞行器1翼尖处弦长。
本发明的有益效果:本发明采用机翼翼尖并联式连接子母飞行器，可以满足子母飞行器组合的使用目的，同时携带的子机飞行器2不会造成母机飞行器1飞行性能的降低，因为子机飞行器2并联式连接在母机飞行器1翼尖处，增大了母机飞行器1的翼展，组合状态飞行时有利于提高母机飞行器1的升力、减小翼尖诱导阻力、提高亚音速巡航升阻比，有利于飞行器组合的航程、航时的增加；当子机飞行器2从母机飞行器1分离后，母机飞行器1可以继续执行任务，子机飞行器2借助自身动力可以独立完成相应飞行任务，这有利于降低母机飞行器1的损坏风险，降低使用费用，有利于无人机使用效费比的提高。本发明可应用于各类无人亚音速飞行器组合设计。
附图说明
图1子母飞行器组合示意图；
图2子母飞行器翼尖连接滑轨装置示意图；
图3子母飞行器翼尖连接连杆机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
子母飞行器组合由一架母机飞行器1和两架子机飞行器2通过连接机构3组成的大展弦比亚音速飞行器，两架子机飞行器2对称安装在母机飞行器1两侧。母机飞行器1为大展弦比亚音速布局形式，由机翼、机身、倒V形尾组成；机翼为大展长亚音速机翼，翼尖平直，根梢比小于2，机翼后缘有后缘襟翼、副翼，左右对称，可用于纵向配平、增升、滚转控制；机身为旋成体式形状，机身后部安装有动力装置，发动机尾喷口位于机身尾部；倒V形尾位于机身尾部，左右对称分布，后缘安装有舵面，可用于飞行器纵向、俯仰控制。两架子机飞行器2各位于母机机翼翼尖4处，为平直机翼布局形式，由机翼、机身、倒V形尾组成；其机翼为展弦比2～3的平直机翼，后缘有副翼、襟翼，左右对称，可用于飞行器滚转、俯仰控制，机翼弦长长度不大于母机飞行器1机翼的翼尖弦长；螺旋桨发动机可位于飞行器头部或尾部位置；倒V形尾位于机身尾部，可用于飞行器纵向、俯仰控制。连接机构3位于母机机翼翼尖4和子机机翼翼尖5之间，有两种以下连接方式：
一种为滑轨方式，如图2所示，其中滑轨槽6位于母机机翼翼尖4处，滑块7位于子机机翼翼尖5处，母机飞行器1和子机飞行器2相连接时，滑轨被机械锁住，将子机飞行器2固定安装在母机飞行器1上，需要分开时，机械解锁，子机飞行器2借助自身动力带动滑块7脱离滑轨槽6，使得子母飞行器解体成功。
一种为连杆机构，如图3所示，连杆机构解锁端9与子机机翼翼尖5相连接，连杆机构固定端8与母机机翼翼尖4相连接，通过机构解锁端9与子机机翼翼尖5处锁死，可实现子母飞行器的连接，连杆机构可通过解锁或者爆炸装置实现子母飞行器的解体分离。
起飞前，通过连接机构3将两架子机飞行器2安装到母机机翼翼尖4处，子母飞行器组合以母机飞行器1作为飞行主体，子机飞行器2驱动动力不工作仅作为母机飞行器1附属部件。相对母机飞行器1，子母飞行器组合机翼展弦比得到有效增加，这有利于提高飞行器亚音速巡航升阻比、减小诱导阻力，有利于增加飞行器航程、航时，而传统的机身、机翼下挂装子机飞行器2只是增加母机飞行器1的飞行阻力，会降低飞行器飞行性能。当子母飞行器飞行至预定高度、区域，通过连接机构3解锁，子机飞行器2从母机飞行器1上脱离，两架子机飞行器2可以根据任务需求单独或同时脱离，子母飞行器解体后，子机飞行器2驱动动力开始工作，完成预设任务，子机飞行器2为消耗性产品，不要求回收，任务执行完毕可自行损毁；母机飞行器1则继续停留在指定区域继续完成任务直至返航，母机飞行器1为可重复性使用载机，回收后可继续挂装子机飞行器2继续执行任务。
Claims (4)
1.一种机翼翼尖连接并联式子母飞行器，其特征在于：子母飞行器组合由一架母机飞行器(1)和两架子机飞行器(2)通过连接机构(3)组成的大展弦比亚音速飞行器，两架子机飞行器(2)对称安装在母机飞行器(1)两侧；母机飞行器(1)为大展弦比亚音速布局形式，由机翼、机身、倒V形尾组成；其机翼为大展长亚音速机翼，翼尖平直，根梢比小于2，机翼后缘有后缘襟翼、副翼，左右对称，可用于纵向配平、增升、滚转控制；机身为旋成体式形状，机身后部安装有动力装置，发动机尾喷口位于机身尾部；倒V形尾位于机身尾部，左右对称分布，后缘安装有舵面，可用于飞行器纵向、俯仰控制；
两架子机飞行器(2)各位于母机飞行器(1)的左右翼尖处，为平直机翼布局形式，由机翼、机身、倒V形尾组成；其机翼为展弦比2～3的平直机翼，后缘有副翼、襟翼，左右对称，可用于飞行器滚转、俯仰控制，机翼弦长长度不大于母机飞行器(1)机翼的翼尖弦长；螺旋桨发动机可位于飞行器头部或尾部位置；倒V形尾位于机身尾部，可用于飞行器纵向、俯仰控制；
连接机构(3)位于母机机翼翼尖(4)和子机机翼翼尖(5)之间，采用滑轨或连杆机构的方式连接母机飞行器(1)和子机飞行器(2)。
2.如权利要求1所述的一种机翼翼尖连接并联式子母飞行器，其特征在于：滑轨方式具体结构如下，其中滑轨槽(6)位于母机机翼翼尖(4)处，滑块(7)位于子机机翼翼尖(5)处，母机飞行器(1)和子机飞行器(2)相连接时，滑轨被机械锁住，将子机飞行器(2)固定安装在母机飞行器(1)上，需要分开时，机械解锁，子机飞行器(2)借助自身动力带动滑块(7)脱离滑轨槽(6)，使得子母飞行器解体成功。
3.如权利要求1所述的一种机翼翼尖连接并联式子母飞行器，其特征在于：连杆机构具体结构如下，连杆机构解锁端(9)与子机机翼翼尖(5)相连接，连杆机构固定端(8)与母机机翼翼尖(4)相连接，通过机构解锁端(9)与子机机翼翼尖(5)处锁死，可实现子母飞行器的连接，连杆机构可通过解锁或者爆炸装置实现子母飞行器的解体分离。
4.如权利要求1所述的一种机翼翼尖连接并联式子母飞行器，其特征在于：起飞前，通过连接机构(3)将两架子机飞行器(2)安装到母机机翼翼尖(4)处，子母飞行器组合以母机飞行器(1)作为飞行主体，子机飞行器(2)驱动动力不工作仅作为母机飞行器附属部件；
当子母飞行器飞行至预定高度、区域，通过连接机构(3)解锁，子机飞行器(2)从母机飞行器(1)上脱离，两架子机飞行器(2)可以根据任务需求单独或同时脱离，子母飞行器解体后，子机飞行器(2)驱动动力开始工作，完成预设任务，子机飞行器(2)为消耗性产品，不要求回收，任务执行完毕可自行损毁；母机飞行器(1)则继续停留在指定区域继续完成任务直至返航，母机飞行器(1)为可重复性使用载机，回收后可继续挂装子机飞行器(2)继续执行任务。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180629 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |