CN109421939B - 用于飞行器的轨道回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于飞行器的轨道回收系统，本公开的侧臂回收系统使大型无人机系统(UAS)能够从小型船只或地面站点以最小的占用空间运行。该侧臂回收系统允许不依赖跑道捕捉UAS。在地面上或在船舶上，该系统利用专门的起重机系统，该起重机系统包含捕获装置以及能量吸收装置。机身安装的顶部挂钩抓住水平线缆并且捕捉力作用在通过UAS的中心结构对称的平面内。在捕获能量被吸收后，回收系统使飞行器安全地降低到地面操控推车。同样的系统可以被组合到发射器和寻回系统中，通过消除对单独的发射器的需要，进一步减少了占用空间。

Description

用于飞行器的轨道回收系统

技术领域

本公开涉及应用于无人机(“UAV”)和无人机系统(“UAS”)的系统和方 法。更具体地，本公开涉及使UAV和UAS能够以最小占用空间(footprint)从 小型船只或从地面站点运行的系统和方法。

背景技术

正如本领域中众所周知的，固定翼飞行器通常需要跑道以起飞和着陆。而 且跑道需要巨大的表面积，其是人造的(例如，沥青、混凝土或两者的混合物) 或是天然的(例如，草、泥土、砾石、冰或盐)。不幸地，由于土地限制或其他 空间约束，不是所有的情况均便于跑道使用。因此，旋翼飞行器和许多更小型 的UAS是有利的，因为它们不需要传统的跑道。此外，不依赖跑道的UAS使能实现从传统的跑道可能不可行的地方(包括例如，船、卡车、前沿作战基地、 秘密地点、有效载荷位置以及暂时安置点)进行有组织的UAV部署。

与传统飞行器相比，不依赖跑道也提供了更大的灵活性和安全性。然而， 目前的不依赖跑道的UAS只包含小固定翼平台，其重量通常少于135磅，以及 垂直起降(“VTOL”)平台，如直升机、升力风扇(lift-fan)飞行器，等等。VTOL 平台虽然有效，但通常缺乏持久性，因为它们需要大型的、低效发电厂以起飞 和着陆。VTOL平台通常包含旋翼飞行器(例如，直升机)，尽管使用升力风扇 和喷气发动机的其他类型的系统也适用。尽管随着VTOL技术进步，固定翼UAS 通常比VTOL提供更高的性能，但它们不是固有的不依赖跑道。因此，需要专门的发射和回收系统来运行没有跑道的固定翼UAS。

历史上，发射系统对于固定翼、不依赖跑道的系统一直是较少挑战的。例 如，自第二次世界大战之前以来，轨道发射器就被用于舰载水上飞行器，而且 它们仍然是用于现代UAS的低风险方法。另一方面，从传统上来说，因为例如， 精确接合、能量吸收和捕获后处理所提出的挑战，回收的难度要大得多。此外，固定翼回收系统，如网和垂直线缆通常只适用于小型UAV和UAS。

因此，需要用于改善固定翼、不依赖跑道系统的回收系统的系统和方法。 更具体地，需要系统和方法，其通过增加捕获的安全性以及将UAV减速到可控 制水平来改善与更大型飞行器一起使用的固定翼的不依赖跑道的系统的回收系 统。

发明内容

本公开意图提供使大型UAS从小型船只或从地面站点运行同时占用最小占 用空间的系统、方法和设备。

根据本公开的第一方面，用于捕获飞行中的飞行器的回收系统包含：关节 臂，该关节臂具有近端和远端，该关节臂被固定到在近端处的表面；轨道，该 轨道耦接在所述关节臂的远端；一组支柱，该一组支柱安装到所述轨道；第一 穿梭运输装置(shuttle)，该第一穿梭运输装置滑动耦接到所述轨道；捕捉线缆，该捕捉线缆耦接到所述第一穿梭运输装置，其中捕捉线缆配置为横跨该一组支 柱水平地伸展以捕获飞行器；第二穿梭运输装置，该第二穿梭运输装置可滑动 地耦接到所述轨道，其中所述第二穿梭运输装置独立于所述第一穿梭运输装置； 以及捕获网，该捕获网耦接到所述第二穿梭运输装置，其中捕获网配置为减少 飞行器的捕获后运动，该飞行器的捕获后运动由通过所述捕捉线缆的飞行器的捕获引起。

根据本公开的第二方面，用于捕获飞行中的飞行器的回收设备包含：轨道； 一组支柱，该一组支柱安装到所述轨道；第一穿梭运输装置，该第一穿梭运输 装置可滑动地耦接到所述轨道；捕捉线缆，该捕捉线缆耦接到所述第一穿梭运 输装置，其中捕捉线缆配置为横跨该一组支柱水平地伸展以捕获飞行器；第二 穿梭运输装置，该第二穿梭运输装置可滑动地耦接到所述轨道，其中所述第二穿梭运输装置独立于所述第一穿梭运输装置；以及耦接到所述第二穿梭运输装 置的捕获设备，其中捕获设备配置为减少飞行器的捕获后运动，该飞行器的捕 获后运动由通过所述捕捉线缆的飞行器的捕获引起。

在某方面中，关节臂经由旋转底座固定到表面。

在某方面中，捕捉线缆配置为接合定位在飞行器上的第一挂钩。

在某方面中，捕捉线缆配置为接合定位在飞行器上的第二挂钩。

在某方面中，回收系统进一步包含输出机构以管理捕捉线缆的张力。

在某方面中，输出机构经由输出线缆和双滑轮组件耦接到捕捉线缆。

在某方面中，双滑轮组件包含经由连杆彼此耦接的第一滑轮和第二滑轮。

在某方面中，输出线缆经由第一滑轮耦接并且捕捉线缆经由第二滑轮耦接。

在某方面中，输出机构包含卷轴以根据通过飞行器被给予到捕捉线缆上的 负载来放出或收入输出线缆。

在某方面中，输出机构配置为当被给予的负载超过预定的负载阈值时输出 所述输出线缆。

在某方面中，回收系统进一步包含减速机构以使第一穿梭运输装置减速。

在某方面中，减速机构经由减速线缆耦接到第一穿梭运输装置。

在某方面中，减速机构包含卷轴以根据第一穿梭运输装置在轨道上的方位 放出或收入减速线缆。

在某方面中，回收系统进一步包含线缆松弛系统以提供减速线缆的附加环 路。

在某方面中，线缆松弛系统是为了延迟减速机构的接合。

在某方面中，第一穿梭运输装置经由穿梭运输装置线缆耦接到第二穿梭运 输装置。

在某方面中，第二穿梭运输装置配置为响应于被给予到第一穿梭运输装置 上的力而沿轨道滑动。

在某方面中，第二挂钩配置为通过由飞行器的初始减速产生的飞行器的向 上的角动量而接合捕获网。

在某方面中，通过飞行器被给予的力和力矩经由关节臂被传递到表面。

在某方面中，轨道包含一个或更多个轨道铰链以促进轨道的折叠以便贮存。

在某方面中，轨道配置为作为飞行器发射轨道来运行。

在某方面中，一组支柱中的每个都是弹簧加载的，并且配置为在捕获飞行 器后向上和向外移动。

在某方面中，表面定位在交通工具或交通工具的一部分上。

本发明的实施例涉及用于捕获在飞行中的飞行器的回收系统，该回收系统 包含关节臂，该关节臂具有近端和远端，该关节臂被固定到在近端处的表面； 轨道，该轨道耦接在所述关节臂的远端；一组支柱，该一组支柱安装到所述轨 道；第一穿梭运输装置，该第一穿梭运输装置可滑动地耦接到所述轨道；捕捉 线缆，该捕捉线缆耦接到所述第一穿梭运输装置，其中捕捉线缆配置为横跨该 一组支柱水平地伸展以捕获飞行器；第二穿梭运输装置，该第二穿梭运输装置 可滑动地耦接到所述轨道，其中所述第二穿梭运输装置独立于所述第一穿梭运 输装置；以及捕获网，该捕获网耦接到所述第二穿梭运输装置，其中捕获网配置为减少飞行器的捕获后运动，该飞行器的捕获后运动由通过所述捕捉线缆的 飞行器的捕获引起。关节臂可以经由旋转底座固定到表面。捕捉线缆可以配置 为接合定位在飞行器上的第一挂钩。回收系统还可以包含输出机构以管理捕捉 线缆的张力。输出机构可以经由输出线缆和双滑轮组件耦接到捕捉线缆。双滑 轮组件可以包含经由连杆彼此耦接的第一滑轮和第二滑轮。输出线缆可以经由第一滑轮耦接并且捕捉线缆经由第二滑轮耦接。输出机构可以包含卷轴以根据 通过飞行器被给予到捕捉线缆上的负载来放出或收入输出线缆。输出机构可以 配置为当被给予的负载超过预定负载阈值时输出所述输出线缆。回收系统还可 以包含减速机构以使第一穿梭运输装置减速，其中减速机构经由减速线缆耦接 到第一穿梭运输装置。减速机构可以包含卷轴以根据第一穿梭运输装置在轨道 上的方位放出或收入减速线缆。回收系统还可以包含线缆松弛系统以提供减速线缆的附加环路。线缆松弛系统可以用于延迟减速机构的接合。第一穿梭运输 装置可以经由穿梭运输装置线缆耦接到第二穿梭运输装置，第二穿梭运输装置 配置为响应于被给予到第一穿梭运输装置上的力而沿轨道滑动。定位在飞行器 上的第二挂钩可以配置为通过由飞行器的初始减速产生的飞行器的向上的角动 量接合捕获网。轨道可以包含一个或更多个轨道铰链以促进轨道的折叠以便贮 存。一组支柱中的每个可以是弹簧加载的并且配置为在捕获飞行器后向上和向外移动。

本发明的另一实施例涉及用于捕获飞行中的飞行器的回收设备，该回收设 备包含轨道；一组支柱，该一组支柱安装到所述轨道；第一穿梭运输装置，该 第一穿梭运输装置可滑动地耦接到所述轨道；捕捉线缆，该捕捉线缆耦接到所 述第一穿梭运输装置，其中捕捉线缆配置为横跨该一组支柱水平地伸展以捕获 飞行器；第二穿梭运输装置，该第二穿梭运输装置可滑动地耦接到所述轨道，其中所述第二穿梭运输装置独立于所述第一穿梭运输装置；以及耦接到所述第 二穿梭运输装置的捕获装置，其中捕获装置配置为减少飞行器的捕获后运动， 该飞行器的捕获后运动由通过所述捕捉线缆的飞行器的捕获引起。回收设备还 可以包含输出机构以管理捕捉线缆的张力，其中输出机构包含卷轴以根据通过 飞行器被给予到捕捉线缆上的负载来放出或收入输出线缆。输出机构可以配置 为当被给予的负载超过预定负载阈值时输出所述输出线缆。

附图说明

本公开的这些和其他优点将参考下面的说明书和附图被容易地理解，其中：

图1a到图1f阐明了装备有可缩回顶部挂钩组件和配置为与例如侧臂回收系 统一起使用的前部机身挂钩的飞行器。

图2a到图2g阐明了装备有可缩回顶部挂钩组件和配置为与例如侧臂回收 系统一起使用的前部机身挂钩的附加的飞行器。

图3a阐明了示例性侧臂回收系统的等距视图。

图3b阐明了在完全延伸位置中的具有三个吊杆(boom)节段和两个吊杆铰 链的关节臂，该关节臂带有定位在关节臂的远端处的轨道。

图3c阐明了在叠缩的第一阶段中的图3b的关节臂。

图3d阐明了在叠缩的第二阶段中的图3b的关节臂。

图3e到图3g阐明了在存放配置中的图3b的关节臂。

图4a到图4d阐明了主穿梭运输装置、辅助穿梭运输装置以及耦接到它们 的捕获网的详细视图。

图4e阐明了侧臂回收系统的侧视图，其描绘了在回收的不同阶段期间的飞 行器。

图5a到图5d阐明了用于侧臂回收系统的示例性线缆布置的示意图。

图6阐明了带有输出机构和减速装置的侧臂回收系统的后等距视图。

图7a阐明了飞行器在减速进入穿梭运输装置期间的后校准视图，该飞行器 的顶部挂钩组件处于延伸位置中。

图7b阐明了在公海情况下的船舷侧臂回收系统。

图7c阐明了带有复飞(go-around)能力的示例性预捕获飞行路径。

图8a到图8f阐明了飞行器接近基于地面的侧臂回收系统的示例性回收顺 序。

图9阐明了在发射配置中的侧臂回收系统。

图10a到图10d阐明了适用于飞行器的搬运和操控的装载底盘。

图11阐明了基于侧臂回收系统的移动底盘。

具体实施方式

本发明的优选实施例可参照附图在下文描述。在下面的描述中，众所周知 的功能或结构没有被详细描述，因为它们可能用以不必要的细节使本发明变得 模糊。对于本公开，应适用以下术语和定义。

术语“和/或”是指列表中由“和/或”连接的任何一个或更多个项目。作为 示例，“x和/或y”表示三元素集合{(x)、(y)、(x，y)}中的任何元素。换句 话说，“x和/或y”意味着“x和y中的一个或两个”。作为另一个示例，“x、y 和/或z”表示七元素集合{(x)、(y)、(z)、(x,y)、(x,z)、(y,z)、(x,y,z)} 中的任何元素。换句话说，“x、y和/或z”的意思是“x、y和z中的一个或更多 个”。

当用于修饰或描述值(或值的范围)时，“大约”和“近似”这两个术语意 味着与该值或值的范围相当接近。因此，在此描述的实施例不仅限于已述值和 值的范围，还应该包含合理的可运行偏差。

“飞机”和“飞行器”是指能够飞行的机器，包含但不限于传统的跑道和 垂直起降(“VTOL”)飞行器，并且也包含载人和无人飞行器(“UAV”)两者。 垂直起降飞行器可以包含固定翼飞行器(例如，鹞式战斗机)、旋翼飞行器(如 直升机)和/或倾斜旋翼飞行器/偏转翼飞行器。

“通信”和“传输”是指(1)将数据从源传送或以其他方式运送到目的地， 和/或(2)将数据发送到通信媒介、系统、通道、网络、设备、电线、电缆、光纤、电路和/或链路以被运送到目的地。

在此使用的术语“复合材料”是指包含添加剂和基体材料的材料。例如， 复合材料可以包含纤维添加剂材料(例如，纤维玻璃、玻璃纤维(“GF”)，碳纤 维(“CF”)、芳香聚酰胺/对位芳纶纤维，等等)以及基体材料(例如，环氧树脂、 聚酰亚胺以及氧化铝，包含但不限于：热塑性塑料、聚酯树脂、聚碳酸酯热塑 性塑料、铸造树脂、聚合物树脂、丙烯酸、化学树脂)。在某方面中，复合材料 可以采用金属，如铝和钛，来生产纤维金属层压板(FML)和玻璃层压铝增强环氧树脂(GLARE)。此外，复合材料可以包含混合复合材料，该混合复合材料 通过在基本纤维/环氧树脂基体上添加一些互补材料(例如两种或两种以上纤维 材料)来实现。

如在此使用的术语“耦接”、“耦接到”和“与……耦接”每个均意为两个 或更多个装置、设备、文件、电路、元件、功能、操作、过程、程序、介质、 部件、网络、系统、子系统和/或工具之间的关系，构成以下项目中的任何一个 或多个：(i)连接，直接或通过一个或多个其他装置、设备、文件、电路、元件、 功能、操作、过程、程序、介质、部件、网络、系统、子系统或工具；(ii)通 信关系，直接或通过一个或多个其他装置、设备、文件、电路、元件、功能、 操作、过程、程序、介质、部件、网络、系统、子系统或工具；和/或(iii)功 能关系，其中任何一个或多个装置、设备、文件、电路、元件、功能、操作、过程、程序、介质、部件、网络、系统、子系统或工具的操作全部或部分地基 于其中任意一个或多个其他项目的操作。

术语“示例性”意为作为非限制性示例、实例或说明。如在此所用，术语 “如”和“例如”提出了一个或多个非限制性示例、实例或说明的列表。

如在此所用，电路或装置在该电路或装置包含执行功能的必要的硬件和代 码(如果有必要的话)时均“可操作地”执行功能，无论该功能的执行被禁用， 或未被启用(例如，通过用户可配置的设置，例如，出厂调整，等等)。

UAV应用随着UAS和UAV技术的不断进步而不断成长。例如，Aurora Perseus-N设计提供了出色的任务性能，并且在贮存位置中时，只占用了64×470 英寸的机库空间-大约是一半的MH-60直升机的占用空间。尽管UAV，比如 Perseus-N，在空中提供出色的任务性能，但当跑道不可用时，需要适当的机构 来促进发射和回收。因此，如下面所讨论的，UAS(例如，Perseus-N飞行器) 可以配置有顶部挂钩组件102和前部机身挂钩106，以能够使用侧臂回收系统 300进行有效的发射和回收。实际上，侧臂回收系统300可以配置为促进固定翼飞行器从小型船只、地面站点、稳定表面和/或其他附着表面安全地、在各种天 气下回收，同时占据最少的占用空间。在某方面中，侧臂回收系统300可以进 一步配置为使固定翼飞行器能够安全地、在各种天气下发射(launch)。

图1a到图1f阐明了使用侧臂回收系统300的飞行器100。如图所示，飞行 器100可以装备有可缩回顶部挂钩组件102以及前部机身挂钩(和/或倒钩)106。 顶部挂钩组件102可以被安装在机体(例如，机身104)的顶表面上。如图所示，顶部挂钩组件102通常包含吊杆部分102a、挂钩部分102b以及经由铰链设备 108的延伸机构422，等等。延伸机构422可以被激活以经由铰链设备108相对 于机体104延伸和收回顶部挂钩组件102，这可以响应于来自机载飞行控制器的 信号。延伸机构422可以采用液压致动器、气动致动器、机电致动器或机械弹 簧致动器。相对于飞行器100的质心的顶部挂钩组件102的位置可以影响被给予到飞行器100上的力矩。因此，飞行器100的俯仰姿态可以通过在机体104 上的顶部挂钩组件102的有策略的定位来调整或限制。例如，顶部挂钩组件102 可以定位在飞行器100的质心的后方。

在捕获期间，挂钩部分102b可以抓住(即捕获)耦接到侧臂回收系统300 的水平的捕捉线缆306。为了缓和在接触水平的捕捉线缆306后的初始冲击，吊 杆部分102a可以向后旋转和/或屈曲。类似地，飞行器100可以在吊杆部分102a 和捕捉线缆306之间接触后向上俯仰，从而使捕捉线缆306沿着吊杆部分102a 平移，直到捕捉线缆306到达挂钩部分102b并被挂钩部分102b固定。挂钩部 分102b可以包含固定机构102c以确保在捕获期间捕捉线缆306不退出挂钩部 分102b。例如，固定机构102c可以是装载弹簧的门/闩装置，一旦捕捉线缆306 已被捕获在颈部内，则该装载弹簧的门/闩装置关闭挂钩部分102b的颈部开口， 从而减少捕捉线缆306过早地退出挂钩部分102b的颈部开口的风险。

顶部挂钩组件102可以位于飞行器100的机身104的顶侧上，并且如图1c 和图1e最佳显示的，顶部挂钩组件102可以使用延伸机构422缩回以促进低巡 航阻力。图1b和图1d阐明了顶部挂钩组件102处于延伸位置中的飞行器100 的主视图和侧视图，同时图1c和图1e阐明了顶部挂钩组件102处于缩回位置中的飞行器100的俯视图和侧视图。在缩回位置中，吊杆部分102a以及挂钩部分 102b可以安置在机身104的顶部或基本平行于机身104。为了进一步减少阻力， 当缩回时，吊杆部分102a以及挂钩部分102b可以驻留(或以其他方式配合) 在机身104的顶表面的凹陷舱内。因此，在运行中，顶部挂钩组件102可以在 巡航期间(纵向地)沿机身104缩回和存储并且在接近捕获期间延伸。可以提 供平行弹簧以及阻尼器，以减轻顶部挂钩组件102相对于机身104的旋转。

在运行中，延伸机构422也可以充当用于捕获负载的弹簧阻尼器。例如， 延伸机构422可用于在与捕捉线缆306接合期间在吊杆部分102a上提供反作用 (即压缩力或扭矩)。因此，该反作用可用于抵抗在接合期间在吊杆部分102a 上施加的力和力矩，这可以导致吊杆部分102a向后弯曲。将延伸机构422配置 为抵抗捕获力和力矩有助于在捕获期间抑制和吸收引负载。顶部挂钩组件102 可以在飞行中可缩回或在激活后向左延伸。对于飞行中的可缩回配置，顶部挂钩组件102可以经由液压、气动、机电或被动惯性或空气动力学工具被缩回。

如图1f中所示，顶部挂钩组件102可以附连或集成到飞行器的机体，比如 在中部机身104中的结构构件。为了减轻重量，顶部挂钩组件102所耦接的结 构构件可以执行多种功能。这特别适用于多功能结构构件的非捕获负载在捕获 期间可能不处于其峰值负载值的情况。例如，顶部挂钩组件102所耦接的结构 构件也可以作为机翼贯穿翼梁、燃料箱舱壁、压力舱壁、制造分离舱壁 (manufacturing break bulkhead)、模块分离舱壁、防火墙、地面操控接口或纵向 构件，比如龙骨。用于顶部挂钩组件102的结构构件通常可以类似于来源于舰 载飞行器的低尾钩的结构构件。结构构件和/或顶部挂钩组件102可以提供置于机身104中的集成接合点，以促进在从岸上起重机装载和卸载操作期间飞行器 100的提升，或将飞行器100作为悬挂载荷固定在直升机下方。虽然图1a-图1f 中描述了可缩回的单节段顶部挂钩组件102，但顶部挂钩组件102可以采用折叠 的多节段吊杆部件102a(例如，末端到末端铰链耦接的多节段)、可伸缩式吊杆 部分102a、可膨胀吊杆部分102a、风筝和/或不可缩回吊杆部分102a。在顶部挂 钩组件102不可缩回的情况下，可省略铰链设备108和延伸机构422。

除了顶部挂钩组件102外，飞行器100可以进一步包含一个或多个前部机 身挂钩106以在侧臂回收系统300的辅助穿梭运输装置上捕获前向捕获网308。 捕获网308可用于减少或消除飞行器100的捕获后运动，并通过经由第二位置 固定飞行器来协助甲板操控。例如，前部机身挂钩106可以刺入并钩住前向捕 获网308以在期望位置捕捉飞行器100。前部机身挂钩106可以定位在机身104上并朝向飞行器100的前部。前部机身挂钩106的位置可以基于捕获网308的 积极(positive)捕获而定位。如同顶部挂钩组件102，前部机身挂钩106也可以 在向前飞行期间被类似地缩回以减少阻力。前部机身挂钩106可包含积极闭锁装置，以确保飞行器100在捕获期间被固定到捕获网308。为此，前部机身挂钩 106可包括一个或多个倒钩，该倒钩的边缘在捕获期间抓住捕获网308，以防止 前部机身挂钩106从捕获网308退出。

尽管图1a-图1f的飞行器100大致阐明了固定翼、推进式螺旋桨飞行器(例 如，由极光飞行科学公司(Aurora Flight Sciences)开发的Perseus-N)，但本申 请并不限于任何特定的飞行器。例如，如图2a到图2f所描绘的，顶部挂钩组件 102和前部机身挂钩106可以与各种各样的无人机耦接，不考虑推进装置的形式。 示例性推进装置包含：除其他外，还有螺旋桨、喷气发动机、升力风扇等等。 因此，使用顶部挂钩组件102和侧臂回收系统300的多种通常挂钩-机体配置是 可预期的。

图2a阐明了装备有顶部挂钩组件102以及前部机身挂钩106的喷气发动机 飞行器200a，其中两个挂钩组件都可以缩回(例如，在巡航期间)。如图所示， 吊杆部分102a可以是一件式单元，其从机身104的前部末端延伸至机身的尾部 末端。如飞行器200a的插入剖视图所示，顶部挂钩组件102可以以如上文关于 图1f的飞行器100所述的方式附连或集成到中部机身中的结构构件。

图2b阐明了推进器-螺旋桨飞行器200b，其中顶部挂钩组件102配置为当 缩回时置于机身的顶部上或大体平行于机身。由于推进器-螺旋桨无人机配置为 带有朝向机身的尾部末端的螺旋桨，因此顶部挂钩组件102不干扰螺旋桨的路 径(即螺旋桨扫掠)是很重要的。例如，吊杆部分102a的长度可以设计成使其 在缩回时刚好在螺旋桨之前终止。仍然在另一种替代选择中，吊杆部分102a可 以是曲线的、弯曲的或以其他方式形成，以使当吊杆部分102a缩回时，吊杆部分102a不置于旋转的螺旋桨的路径中。例如，在需要更长的吊杆部分102a的情 况下，吊杆部分102a可以伸缩、折叠和/或弯曲以便当缩回时不干扰螺旋桨。此外，推进器-螺旋桨飞行器200b可以包含前部机身挂钩106。前部机身挂钩106 也可以是可缩回的(例如，伸缩的、折叠的，等等)以减少空气阻力。前部机 身挂钩106可以延伸或缩回，或包含防止飞行器使其螺旋桨钩住捕获网308的 停止平台。在某方面中，前部机身挂钩106可以是可缩回的或伸缩的以减少空 气阻力。同样地，前部机身挂钩106可以由多个元件组成并配置为折叠的。

图2c阐明了牵引式螺旋桨飞行器200c，其中顶部挂钩组件102配置为当缩 回时置于机身104的顶部上或基本平行于机身104。更具体地，双翼安装的发动 机/马达驱动的螺旋桨位于机身104的每一侧上并且顶部挂钩组件102位于上部 机身104上。与其他牵引类型的无人机一样，单个元件的顶部挂钩组件102可 以被使用而没有螺旋桨干扰的担忧，这是因为不存在来自后部螺旋桨的阻碍。 然而，仍然完全可以采用伸缩的、折叠的和/或弯曲的吊杆部分102a。此外，牵 引式螺旋桨飞行器200c可以包含可缩回的前部机身挂钩106。前部机身挂钩106 可以被设计为伸缩的或折叠的以减少空气阻力。前部机身挂钩106也可以是可 延伸的或可缩回的，或包含防止飞行器使其螺旋桨钩住捕获网308的停止平台。

图2d和图2e阐明了推进器-螺旋桨飞行器200d的视图，其中吊杆部分102a 是分节段的(例如，多个节段)并配置为当在缩回位置中时折叠。当吊杆部分 102a的长度大于机身104的在连接顶部挂钩组件102的点和推进器-螺旋桨之间 的部分的长度时，折叠吊杆部分102a可以是有利的。如图2e的侧视图所示，通 过折叠吊杆部分102a，吊杆部分102a将不延伸到螺旋桨中和/或不干扰螺旋桨， 该螺旋桨在推进器配置中定位在机身104的后部。可替换地，吊杆部分102a可 以是伸缩的，使得当其缩回时不干扰螺旋桨。在另一个替代选择中，吊杆部分 102a可以是曲线的、弯曲的或以其他方式形成以使当吊杆部分102a缩回时其不置于旋转的螺旋桨的路径中。此外，推进器-螺旋桨飞行器200d可以包含可缩回 的前部机身挂钩106。前部机身挂钩106可以被设计为伸缩的或折叠的以减少空 气阻力。前部机身挂钩106也可以是可延伸的或可缩回的，或包含防止飞行器 使其螺旋桨钩住捕获网308的停止平台。

图2f阐明了牵引式螺旋桨飞行器200f，其中顶部挂钩组件102配置为当缩 回时放置在机身104的顶部上。更具体地，与其他牵引类型的无人机一样，单 个元件的顶部挂钩组件102可以被使用而没有螺旋桨干扰的担忧，这是由于不 存在来自后部螺旋桨的阻碍。然而，仍然完全可以采用伸缩的、折叠的和/或弯 曲的吊杆部分102a。此外，牵引式螺旋桨飞行器200f可以包含可缩回的前部机 身挂钩106。前部机身挂钩106可以被设计为伸缩的或折叠的以减少空气阻力。 前部机身挂钩106也可以是可延伸的或可缩回的，或包含防止飞行器使其螺旋 桨钩住捕获网308的停止平台。

图2g阐明了推进器-螺旋桨飞行器200g，其中吊杆部分102a是分节段的并 配置为当处于缩回位置中时折叠以避免干扰螺旋桨。可替换地，吊杆部分102a 可以是伸缩的，使得当其缩回时不干扰螺旋桨。在另一个选择中，吊杆部分102a 可以是曲线的、弯曲的或以其他方式形成以使当吊杆部分102a缩回时不置于旋转的螺旋桨的路径中。此外，推进器-螺旋桨可以包含可缩回的前部机身挂钩 106。前部机身挂钩106可以被设计为伸缩的或折叠的以减少空气阻力。前部机 身挂钩106也可以是可延伸的或可缩回的，或包含防止飞行器使其螺旋桨钩住 捕获网308的停止平台。

虽然顶部挂钩组件102和前部机身挂钩106两者贯穿本申请被使用，但类 似的挂钩组件可以改为应用于机身104的底部(即底侧)上以实现捕获。在运 行中，装备有下部挂钩组件的飞行器可以在接近实现捕获期间转动到相反的位 置。此外，可以使用不可缩回的挂钩组件，从而消除了对用铰链设备耦接的延 伸机构422的需求。可替换地，当缩回时挂钩组件可以旋转到飞行器的侧面并与机翼集成。在另一个替换中，挂钩可以定位在螺旋桨的弧度扫掠上方，从而 允许独立挂钩或在吊杆部分102a顶部上的挂钩的使用。另一种适当的挂钩组件 可以使用单个上部元件挂钩，其具有位于机身104的侧面(一侧或两侧)或底 部上的入口。

图3a阐明了侧臂回收系统300。图3a的侧臂回收系统300通常包含关节臂 302、由关节臂302的末端支撑的轨道304(例如，线性轨道)、捕捉线缆306、 捕获网308、多个支柱312以及可滑动耦接到轨道304的一个或更多个穿梭运输 装置(例如，主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316)。如图所示，轨道 304可以耦接到完全关节(例如，可调节的)臂302的远端，其中关节臂302的 近端固定到稳定表面(即侧臂回收系统300可以在其上牢固安装的表面)。轨道304负责将所有的捕获载荷从飞行器100传送到侧臂回收系统300的结构中。轨 道304还可以容纳两个或更多个穿梭运输装置(例如，主穿梭运输装置314和 辅助穿梭运输装置316)，该穿梭运输装置沿着轨道304的长度穿越(行进)。如将要讨论的，轨道304还可以包含多个滑轮车和线缆以传送在捕获事件期间来 自飞行器100的载荷。

侧臂回收系统300可以安装在几乎任何稳定的表面上，包含，除其他外， 还有地面(即大地)、船甲板、基于地面的交通工具和/或陆地结构，比如建筑物。 然而，针对本申请的目的，侧臂回收系统300通常将在船舶或车载操作中被描述。在某方面中，如图11中所阐明的，侧臂回收系统300可以是半永久安装的， 以使侧臂回收系统300可以在多次部署之间被重新安置或移动。

关节臂302和轨道304可以使用一种或更多种高强度金属(或它们的合金) 和/或复合材料构造。适当的金属包含钢、铝、钛以及它们的合金、等等。在一 方面中，关节臂302以及轨道304部件可以使用Weldox 1300高强度钢等等构造。 Weldox 1300高强度钢在海洋应用中特别有用；然而，根据应用和/或作为设计者 或制造者所期望的，可以使用其他材料。

侧臂回收系统300优选地尺寸被设置为或配置为促进飞行器100以其最大 起飞重量的回收(例如，具有完全有效负荷)。侧臂回收系统300还可以设计为 占据很小的占用空间，并配置或按比例缩放以配合给定应用要求的预定区域-该 占用空间大致由底座302a的尺寸和形状限定。很小的占用空间促进了在空间有 限的交通工具和应用中的使用，比如，船甲板、远程/拥挤的结构、船运集装箱 (例如20英尺ISO标准集装箱)和/或需要最小占用空间的地面站点。此外，为 了减少关节臂302的不需要的移动(例如，摇动)并增加稳定性，底座302a可以使用一种或更多种锚固技术(比如，螺栓、焊接、重量、承力外伸支架、线 缆等)固定或否则锚固到稳定的表面。虽然在各个附图中阐明的底座302a采用 了较小的占用空间，但可以采用更大的底座，这可能增加占用空间的尺寸，从 而增加侧臂回收系统300的稳定性。也就是说，当底座302a不能很容易地锚固 或固定到地面时，较大的底座可以是有利的。例如，将底座302a固定到相对不 稳定的表面(例如，软土或沙子)可能是困难的，因此，增加表面积可以是有 利的，从而提供平台，以减少和/或消除对一种或更多种锚固技术的依赖。

当不运行时，回收系统300可以被便利地叠缩(即被贮存)和/或移除以促 进，例如其他甲板操作和容纳其他飞行器。为了促进旋转和枢转运动，关节臂 302可以包含可枢转底座302a以及经由吊杆铰链302c端到端耦接的两个或更多 个吊杆区段302b以形成关节臂302。可枢转底座302a可用于使关节臂302关于 轴线(即平行于Z轴)旋转。例如，可枢转底座302a可以相对于稳定的表面在 每个方向上旋转180度，从而提供总共360度的旋转。关节臂302可以在功能 上类似于装载机起重机(又称为转向节-吊杆(knuckle-boom)起重机或关节起 重机)，可以是完全铰接的液压驱动臂。轨道304还可以配置为折叠成多个区段 (例如，四个)以便贮存。当关节臂302不使用时，多个结合的吊杆区段302b 可被折叠到小空间中以便于贮存。一个或更多个吊杆区段302b可以是伸缩的，从而提供较大的到达范围。当采用液压系统时，回收系统300可以采用一个或 更多个发动机以便运行液压泵从而使关节臂302能够运行。

在某方面中，关节臂302可以具有自动化程度，并能够在没有操作者指令 的情况下自行卸载或贮存。例如，计算机可以与关节臂302的控制器耦接并用 于根据命令启动或传输自贮存协议，从而避免手动引导关节臂302进入贮存位 置的需要。类似地，计算机可以进一步配置为指示关节臂302的控制器以呈现预定的位置(例如，随着轨道304定位在水面之上而充分延伸)。关节臂302可 配备有便携式线缆或无线电链接的控制系统(例如，便携式计算机，包含笔记 本计算机、平板计算机、PDA和智能手机)以补充安装在起重机上的液压控制 杆。无线电链接的控制系统可以采用比如蓝牙的一个或多个无线标准(例如， 在从2.4GHz到2.485GHz的工业、科学和医疗(ISM)波段中的短波长、超高 频(UHF)的无线电波)、近场通信(NFC)、Wi-Fi(例如，电气和电子工程师 协会(IEEE)802.11标准)、军用标准188(MIL-STD-188)、多平台链路评估标 准接口(SIMPLE)，等等。

因此，当不使用时，液压装置以及一个或更多个吊杆铰链302c可以被用于 叠缩并贮存关节臂302。例如，图3b阐明了在充分延伸位置上的具有三个吊杆 区段302b以及两个吊杆铰链302c的关节臂302，其中轨道304定位在关节臂 302的末端。图3c阐明了在叠缩的第一阶段中的关节臂302，其中第一和第二 吊杆铰链302c已被折叠以使定位在关节臂302的远端的轨道304保持在基本相 同的角度(例如，基本平行于地面)，但其中在轨道304和地面之间的距离已减 小。

轨道304可以包含沿其纵向长度的一个或更多个轨道铰链310，以促进用于 贮存的折叠。例如，图3d阐明了在叠缩的第二阶段中的关节臂302，其中第一 和第二吊杆铰链302c已进一步折叠，并且轨道304已经利用一个或更多个轨道 铰链310被折叠。图3e阐明了在叠缩(即贮存)的第三阶段也是最后一个阶段 的关节臂302，其中第一和第二吊杆铰链302c已经完全折叠，以使吊杆区段302b 基本相互平行，而仍然可以折叠的轨道304位于地面上或靠近地面。图3f阐明 了图3e中完全折叠的关节臂302和轨道304的俯视平面图。图3g阐明了图3e 中完全折叠的关节臂302和轨道304的侧视图。在计算机被用于促进自动化的情况下，关节臂302可以根据命令自动采取图3e到图3g所阐明的贮存位置。

图4a到图4d阐明了耦接到轨道304的主穿梭运输装置314和辅助穿梭运 输装置316的详细视图，同时图4e阐明了侧臂回收系统300的侧视图，图4e 描绘了在各个回收阶段期间的飞行器100(用虚线描绘)，其中最后(或接近最 后)的捕获阶段用实线描绘。主穿梭运输装置314作为主捕获装置，同时辅助 穿梭运输装置316作为最终捕获装置；从而在飞行器100的捕获期间协助捕获 和吸收能量。主穿梭运输装置和辅助穿梭运输装置可以经由一种或更多种技术 与轨道304可滑动地耦接，包含例如经由一个或更多个轨道、车轮、滚珠轴承、 链条、绳索等等。主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316可以配置为在 轨道304的外侧滑道或内侧滑道上运行，但是外部滑道对于主穿梭运输装置314 和辅助穿梭运输装置316存在优势。该优势包含该配置提供额外的保护以使在 穿梭运输装置接触轨道的运行表面免受环境(泥土、尘埃、海水及其他污染物) 影响、等等。在某方面中，轨道304可以在偏航中被调整以对准风。在捕获期 间，捕捉力可以可预见地在通过侧臂回收系统300的中心结构对称的平面内近似地动作。此外，在船舶运行中，飞行器100的动量优选为不导向在船的结构 处，从而最小化船碰撞的风险。相反，飞行器100的动量可以导向到水面上方， 并且例如平行或邻近船的结构的纵向长度。然而，可以批准根据风向将飞行器 100导向在船的结构处。

主穿梭运输装置314优选地由轻量材料制造，因为主穿梭运输装置314在 捕获期间必须由飞行器100的动量来加速。如图4b所示，主穿梭运输装置314 通常包含底盘404和用以引导捕捉线缆306的滑轮车406(其可以经由穿过螺栓 孔424b的螺栓424a耦接到底盘404)，底盘404具有使主穿梭运输装置314沿着轨道304向下行进的多个轮420。在已阐明的示例中，主穿梭运输装置314可 以采用12个轮以保持飞行器100对准轨道304，其中8个垂直轮(每侧两个底 部轮和两个顶部轮-排列成方形)以及4个水平轮(位于穿梭运输装置的四个角 落)。如可以意识到的，可以使用额外的或更少的轮。例如，可以使用每侧单个顶部轮代替每侧两个顶部轮。

捕捉线缆306可以经由滑轮车406连接到主穿梭运输装置314并横穿与轨 道304(或期望的是主穿梭运输装置314)成角度安装的一组支柱312(或其他 向下指向的结构)伸展。捕捉线缆306可以由例如导线线缆或绳索(即一种由 放置成螺旋型的若干股金属导线组成的绳索)或合成线缆/绳索(例如，双重编 织聚酯/聚酯绳索)构成。如所阐明的，捕捉线缆306可以配置为使得其充分拉 紧和水平(例如，横穿两个支柱312水平地伸展)。换句话说，并且在图7a中更好地阐明的，当横穿一组支柱312伸展时，捕捉线缆306可以基本垂直于定 位在飞行器100上的顶部挂钩组件102的吊杆部分102a。捕捉线缆306的长度 或拉紧度可以使用例如耦接到或集成到侧臂回收系统300的一个或更多个绞盘(比如输出机构416和/或减速机构418)被控制(例如，放出/收入)。

捕捉线缆306可以停留在一组支柱312上直到它被顶部挂钩组件102捕获。 这对支柱312可以以预定的距离(例如，大约6英寸)与在轨道304上的主穿 梭运输装置314间隔。这对支柱312可以是弹簧加载的(例如，使用气体弹簧/ 阻尼器、气动汽缸、等等)，以使它们保持捕捉线缆306拉紧，并且在捕获后从 轨道304向上并向外移动以减轻与飞行器100(例如，它的尾翼/螺旋桨)接触 的风险。由于捕捉线缆306拉紧，因此捕捉线缆306开始沿吊杆部分102a上滑 到在吊杆部分102a的末端处的挂钩部分102b中。捕捉线缆306接着被捕获在 吊杆部分102a的末端处的挂钩部分102b中并贯穿捕获停留在那里。

当挂钩部分102b捕获捕捉线缆306后，捕捉线缆306从一对支柱312释放。 这就是说，飞行器100的吊杆部分102a使捕捉线缆306从支柱312摆脱，并且 同时捕捉线缆306开始拉紧。为了确保支柱312在捕获后释放捕捉线缆306，捕 捉线缆306可以围绕定位在支柱312的末端处的成角度的锥体缠绕。当飞行器 100抓住捕捉线缆306时，飞行器拉动捕捉线缆306离开锥体。椎体的角度被选 择以确保支柱312既能牢固地保持捕捉线缆306，同时又能在当飞行器100用它 的挂钩部分102b捕获捕捉线缆306时干净地释放捕捉线缆306。为此，内锥角 可以在约5度至20度之间，更优选地在10度和20度之间，最优选地为大约16 度。测试表明围绕16度锥体缠绕的捕捉线缆306没有过早离开，对于捕捉线缆 306在捕获尝试期间被释放也不是太困难。更具体地，捕捉线缆306反复地以近似于10磅的牵引力离开支柱312，这是可接受的。在某方面中，脆弱的部件(例 如，薄弱环节，比如绳子)可以被用于将捕捉线缆306固定到支架312。在运行 中，该脆弱的部件将在比如风或船舶起伏的干扰事件中将捕捉线缆306牢固地 保持在支架312上，但当顶部挂钩组件102捕获捕捉线缆306时，该脆弱的部 件也将折断。该脆弱的部件可以类似地配置为以大约10磅的牵引力折断。

转到图4c，辅助穿梭运输装置316可以进一步包含辅助捕获装置，或捕获 网308，该捕获网可以用于在捕获期间抓住飞行器100。捕获网308可以横穿安 装到辅助穿梭运输装置316的两个或两个以上其他支柱312(例如，四个，如图 所示)伸展。辅助穿梭运输装置316可以包含上盖部分426和多个(例如，四 个)角度支柱312，该角度支柱312向下瞄准以限定锥体的网支撑框架，从而固 定和伸展捕获网308以限定四边形形状(例如，矩形，如图所示)。捕获网308 可以使用直径1/8英寸到1/4英寸的钢线缆的网状物410制作，更优选地直径为 约3/16英寸。捕获网308可以在网状物410内具有更小的开口(例如，小于前 部机身挂钩106的倒钩的宽度)，以通过前部机身挂钩106产生捕获的更高概率。 锥体的网支撑框架可以经由辅助穿梭运输装置316耦接到轨道304，辅助穿梭运 输装置316可以包含带有多个轮的底盘以使辅助穿梭运输装置316沿着轨道304 向下运行(类似于关于主穿梭运输装置314的描述)。例如，如图所示，辅助穿 梭运输装置316可以包含两个底盘404(每个具有多个轮420)，其代替滑轮车 406耦接到锥体的网支撑框架(例如，使用相同的螺栓424a通过螺栓孔424b)。 锥体的网支撑框架的上盖部分426(即支柱312汇合处)可以经由附连装置412 可移除地耦接到底盘，紧固件(例如，销、螺栓424a、环首螺钉(eye)，等等) 可以穿过附连装置412。

捕获网308可以用于减少或消除捕获后运动并有助于甲板操控。因此，在 捕捉后，飞行器100可以被捕捉线缆306和捕获网308悬浮，从而允许最小的 横向和/或纵向运动。辅助穿梭运输装置316的另一个目的是在捕获期间防止飞 行器100撞击轨道304，其中飞行器100的减速速率通常是8Gs。由于捕捉线缆 306相对于飞行器100的角度，施加到飞行器100的力存在向上的分量(如图 4e最佳所示)，该分量可以是减速速率的0.3倍到0.6倍。为了进一步降低飞行器100撞击轨道304的风险，辅助穿梭运输装置316还可以采用多个带条408，其纵向行进并附连到在辅助穿梭运输装置316上的支柱312的末端。随着飞行 器在捕获期间向上举起，带条408可以与飞行器100的翼根接合以提供防止飞 行器100撞击轨道304的向下的力。

在某方面中，捕获网308可以相对于轨道304升高或降低以协助飞行器100 的取回。例如，网组件(例如，捕获网308和网支撑结构)可以经由线缆和绞 盘耦接到辅助穿梭运输装置316。可替换地，如将被讨论的，整个轨道304(连同辅助穿梭运输装置316和飞行器100一起)可以经由关节臂302被降低以将 飞行器100带到地面。

如图4e所示，在运行中，主穿梭运输装置314沿着轨道304在飞行器100 的路径的方向(例如，方向A)中行进。在捕捉(即捕获)期间，主穿梭运输 装置314可以被飞行器100(例如，经由顶部挂钩组件102)通过捕捉线缆306 携带。例如，顶部挂钩组件102的挂钩部分102b，无论可缩回或不可缩回，均 通常在吊杆部分102a的中间位置处初始地接合横穿成对支柱312收紧的捕捉线 缆306。飞行器的动能可以经由捕捉线缆306传递到主穿梭运输装置314中，其 然后可以经由捕捉线缆306传递到辅助穿梭运输装置316以使主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316加速到匹配飞行器100的速度。飞行器100的动能 然后可以通过耦接到关节臂302结构的减速机构418经由捕捉线缆306消散。 因此，捕获负载通过关节臂302传输并进入船或地面中。在捕获的最后阶段期 间，捕获网308可以诱捕(ensnare)朝向飞行器100的机头(例如，在机身104 的顶部或底部处)定位的前部机身挂钩106。当顶部挂钩组件102和前部机身挂 钩106都被接合时，飞行器100可以处于上仰、基本水平的位置。

正在以更高的速度(例如，高达80kt)飞行的飞行器100必须与最初静止 的侧臂回收系统300的部件接合。捕捉线缆306是必须被加速的第一部件，但 是它的低质量没有给予飞行器显著的负载。另外两个部件，即主穿梭运输装置 314和辅助穿梭运输装置316具有显著的质量，并且这些部件的惯性负载必须使 用例如输出机构416和/或减速机构418被减轻。

输出机构416和减速机构418可以包含例如滑轮系统(例如，比率20：1， 比率12：1，等等)、一个或更多个汽缸以及多个泄压阀。输出机构416和减速 机构418可以采用恒力滑动离合器，以使当线缆被拉动时没有事件发生，直到 获得预定的线缆张力。一旦线缆张力达到预定的线缆张力，恒力滑动离合器允 许线缆释放机构，同时维持恒定的线缆张力，该恒定的线缆张力独立于线缆速 度。如果线缆内的张力降低到设定点以下，则不释放更多线缆，也不使机械试 图卷回任何线缆。优选地，恒力滑动离合器不使得线缆张力随着线缆加速率或线缆释放量而产生任何变化。虽然摩擦型离合器是可接受的，但带有安装到汽 缸的泄压阀的液压汽缸是优选的。汽缸将附连到滑轮系统，在该滑轮系统中， 拉动线缆压缩汽缸以引起汽缸内的压力上升，直至其达到压力释放值设定点。 此时，阀打开并且将汽缸中的压力保持在设定点。这个恒定压力导致恒定线缆 张力。一旦线缆张力减小，压力减小并且阀关闭。由于汽缸内的流体本质上是 不可压缩的，因此汽缸不试图卷绕任何被释放的线缆。在某方面中，输出机构 416和减速机构418可以采用例如耦接一个或更多个减震器、水捻线机(water twister)、弹簧(线性或扭转)、弹性线缆或液压装置(如蓄能器)的绞盘。

图5a到图5d阐明了用于侧臂回收系统300的示例性线缆布置的示意图， 其中的某些可以具有衰减装置，比如输出机构416和/或减速机构418。图5a到 图5d展示了飞行器100如何经由多个线缆加速主穿梭运输装置314和辅助穿梭 运输装置316，该多个线缆包含捕捉线缆306、输出线缆504、减速线缆510以 及穿梭运输装置间线缆502。输出线缆504将输出机构416连接到捕捉线缆306。 减速线缆510将减速机构418连接到主穿梭运输装置314。捕捉线缆306是将飞 行器100连接到侧臂回收系统300的线缆。也就是说，捕捉线缆306在飞行器100处开始，经由一个或更多个滑轮围绕轨道304卷绕，并在辅助穿梭运输装置 316处终止。最终，穿梭运输装置间线缆502将辅助穿梭运输装置316连接到主 穿梭运输装置314。

参照图5a，捕捉线缆306可以经由滑轮车406(例如滑轮)耦接到主穿梭 运输装置314，捕捉线缆306最终经由一个或多个滑轮414耦接到辅助穿梭运输 装置316。为了减轻撞击和减小摩擦，捕捉线缆306可以穿过一个或更多个滑轮 414，其中的每个滑轮可以采用套管、球轴承(例如，双行圆柱辊轴承)等等。 滑轮414可以进一步包含一个或更多个线缆导向器以防止线缆滑脱(即脱出滑 轮的通道)。例如，主滑轮414a可以定位在轨道304的每个末端以使捕捉线缆 306(或其部分)在轨道304的末端周围路由。

为了在捕获期间保持在主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316之间 的预定间距，捕捉线缆306的一个末端可以耦接到主穿梭运输装置314，同时捕 捉线缆306的另一个末端可以在耦接辅助穿梭运输装置316之前穿过一组主滑 轮414a并围绕轨道304(例如，沿着轨道304的顶侧)。为了调整捕捉线缆306 的张力，在一组主滑轮414a之间的距离可以被调整。例如，一个或更多个致动 器可以被提供在轨道304中或轨道304上以取代关于轨道304的每个主滑轮 414a，其中增加的距离导致更高的张力，并且减小的距离导致更低的张力(即 更松弛)。穿梭运输装置间线缆502可以耦接到主穿梭运输装置314和辅助穿梭 运输装置316之间。捕捉线缆306和穿梭运输装置间线缆502可以由导线线缆/ 绳索或合成线缆/绳索构成。主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316中的 每个可以包含与线缆(比如捕捉线缆306和穿梭运输装置间线缆502)耦接的一个或更多个线缆附连装置402(例如，与线缆终端环首螺钉耦接的环路、连接叉 (fork clevis)、螺栓)。

在初始角动量变换期间，捕捉线缆306可以从主穿梭运输装置314输出以 减少飞行器100上的负载，但一旦完成，捕捉线缆306的长度就保持基本固定。 主穿梭运输装置314可以用来控制经由滑轮车406从轨道304到飞行器100的 捕捉线缆306的长度和角度。随着飞行器100从图中左边移动到图中右边，挂钩部分102b拉动捕捉线缆306，捕捉线缆306在耦接到主穿梭运输装置314的 滑轮车406上方行进并在连接到辅助穿梭运输装置316之前围绕轨道304的每 个末端处的主滑轮414a行进。滑轮车406防止捕捉线缆与飞行器所成的角度随 着飞行器100沿轨道304向下移动变得太浅。此外，捕捉线缆306必须贯穿捕 获事件持续输出。由滑轮车406提供的这种浅而长的捕捉线缆306使起伏减轻 并减少了用于捕获的回到中心的回复力，但带有一些横向误差-其中的每个误差 均是不期望的。就是说，主穿梭运输装置314使飞行器100沿着轨道304下降， 因此在捕捉线缆306和轨道304之间的角度沿着捕捉线缆306的长度保持恒定。 在另一个实施例中，对这一点的示例在插图A中阐明，捕捉线缆306可以是分 节段的并经由中间结构(比如主穿梭运输装置314)彼此耦接。

参照图5b，第一线缆管理装置(例如，输出机构416)可以被引入以管理 捕捉线缆306的长度和张力。捕捉线缆306的顺度(compliance)不足以使由飞 行器100的捕获引起的负载减弱。因此，输出机构416在捕捉线缆306中的负 载高于预定的负载阈值(触发离合器)时输出输出线缆504，以使当主穿梭运输 装置314和辅助穿梭运输装置316加速时施加到飞行器100的内部负载减弱。 输出机构416可以经由输出线缆504和双滑轮组件506与捕捉线缆306耦接。输出机构416可以定位在轨道304上，或定位在侧臂回收系统300中的其它地方，比如关节臂302的底座302a。输出机构416优选地放置在轨道304的下游 末端处以允许输出线缆504的全部轨道长度被用作“弹簧”以使惯性负载减弱。 例如，长弹簧产生更多顺度，从而可以不需要带有模量的绳索。

输出机构416为捕捉线缆306提供恒定的张力，该恒定的张力可以通过减 震器扩张以吸收能量。例如，输出机构416可以用来限制在捕获后的减速期间 在捕捉线缆306中产生的力以允许主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316 的均匀加速。当输出机构416正输出输出线缆504时，在主穿梭运输装置314 和飞行器100之间的距离增加；但是最小化这个距离是期望的，因为较短的距 离导致更小的分散面积，飞行器100将依据该分散面积的位置而相对于辅助穿 梭运输装置316结束。输出线缆504的量可以依据以下项目被确定：在飞行器 100和主穿梭运输装置314以及辅助穿梭运输装置316之间的相对质量、飞行器 100的速度、以及最大减速力。例如，由于更小的动量必须被交换，因此随着更 少的输出线缆504将被输出，更大的飞行器与穿梭运输装置质量的比是优选的。 此外，随着主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316将被加速到更低的速度，更慢的飞行器100将要求更少的动量被交换。最后，由于主穿梭运输装置 314和辅助穿梭运输装置316本身可以被更快地加速，因此可接受的减速力越高， 需要输出的输出线缆504越少。一旦主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置 316以及飞行器100速度匹配，则随着加速主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输 装置316所需的有效力为零，输出机构416停止输出输出线缆504，并且因此线 缆张力下降到接近零。

如插图B中所示，双滑轮组件506可以包含一组滑轮414，该一组滑轮414 使用连杆508经由滑轮的轴线(枢轴点)彼此结合。双滑轮组件506实际上将 输出线缆504耦接到捕捉线缆，同时仍然允许它们(通过滑轮414的旋转)相 对于彼此行进。输出线缆504在第一末端处耦接到输出机构416，同时在第二末 端处固定地耦接到轨道304。在运行中，输出机构416可以可选择地控制(例如， 拉入或输出)输出线缆504的量以保持捕捉线缆306上的预定的张力。就是说，在输出机构416处拉入输出线缆504的量使得双滑轮组件506以方向A’行进，从而拉动并增加捕捉线缆306上的张力。相反地，在输出机构416处输出输出 线缆504的量使得双滑轮组件506在方向A上运行，从而引入松弛并减少捕捉 线缆306上的张力。

转向图5c，第二线缆管理装置(例如，减速机构418)可以被引入以减速 或抑制飞行器100和穿梭运输装置314，316。一旦飞行器100和穿梭运输装置 314，316以相同的速度沿轨道304移动，则实际上在飞行器100和穿梭运输装 置314，316上没有力。为此，侧臂回收系统300必须开始使飞行器100和穿梭 运输装置314，316作为单个单元减速。

减速机构418不需要直接连接到飞行器100或捕捉线缆306，而是，可以使 用减速线缆510(例如，经由线缆附连装置402)耦接到主穿梭运输装置314。 使飞行器100减速的负载路径可以因此经过主穿梭运输装置314，经过捕捉线缆 306到达辅助穿梭运输装置316，经过辅助穿梭运输装置316，经过捕捉线缆306 以及周围的输出机构416到达飞行器。由于成一直线的每个部件具有它自己的 惯性力，线缆内的张力随着部件离开减速机构418而降低。因此，减速机构418 本身的负载可以是输出设定点，而且是高于输出设定点，但只要捕捉线缆张力小于在输出机构416处的设定点，则不输出减速线缆510。由于这是在飞行器正在进入并与辅助穿梭运输装置接触的回收过程中的点，因此在两者之间的相对 运动必然被减轻。因此，减速设定点应该以这样的方式设定：即在输出机构416 中的张力小于输出设定点。

为了使线缆直径和重量最小化，穿梭运输装置间线缆502、输出线缆504以 及减速线缆510中的每个均可以由高强度绳索制造，该高强度绳索还可以是高 模量的。比捕捉线缆306更轻的高模量线缆或绳索减少了输出线缆504的质量并使得能够使用较小的滑轮414，从而减小整体惯性并减少捕捉线缆306必须减 弱的惯性量。例如，可以使用3/8到1英寸直径(或者更优选地，9/16英寸直径)、单编织线、12股、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)绳索。UHMWPE绳索比相 同直径的钢线缆更结实，但足够轻，可以浮在水面上。

参考图5d，可以引入线缆松弛保持器系统512以提供可以引入到减速机构 418的额外的减速线缆510的环路(附加的部分)。线缆松弛保持器系统512的 目的是延迟减速机构418的启动(例如，延迟接合)。系统中具有两个环路，从 而允许将被输出的更大量的松弛，而不需要一个长轨道。全部的概念是，穿梭 运输装置和滑轮向下拉动横穿系统的捕捉线缆306。当主穿梭运输装置开始沿轨 道移动时，该主穿梭运输装置拉动那些只由预定的力(例如，10磅)保持拉紧 的绳索的环路。一旦系统不再松弛，绳索基本是笔直的并且没有非常大的线缆 负载被施加到这个系统。

在主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316的输出阶段/加速期间，目 标是尽可能快地加速主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316。然而，如果 减速机构418被接合，则主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316可能未 达到飞行器速度。因此，减速机构418必须有效地离线(take off-line)，直到主 穿梭运输装置314以及辅助穿梭运输装置316和飞行器100匹配。在运行中， 在捕获之前飞行器100的速度和质量是已知的，同时加速主穿梭运输装置314 和辅助穿梭运输装置316的时间可以被确定。因此，可以计算主穿梭运输装置 314和辅助穿梭运输装置316达到与飞行器100相同的速度时它们将位于轨道 304上的位置。因此，相似的松弛量被置于连接到减速机构418的减速线缆510 中，但将更多的松弛引入系统中也是可接受的。如果主穿梭运输装置314和辅 助穿梭运输装置316提早达到速度，则系统(即主穿梭运输装置314和辅助穿 梭运输装置316以及飞行器100)可以沿轨道304滑行，直到全部的松弛从线缆 松弛保持器系统512消失。在某方面中，减速机构418和线缆松弛保持器系统 512的开始位置参数以及其他飞行器特定参数可以在捕获之前被自动地设定。

减速机构418可以提供通过减震器(例如，液压蓄能器)增大的捕捉线缆 306张力。此外，减速机构418可以借助于线缆松弛保持器系统512卷起(或放 出)捕捉线缆306，从而使主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316两者均 能够以相同的时间和速度沿着轨道304滑动。线缆松弛保持器系统512可以将 松弛置入捕捉线缆306以延迟减速机构418，直到主穿梭运输装置314和辅助穿 梭运输装置316被加速到与飞行器100相同的速度。

图6阐明了带有输出机构和减速装置的侧臂回收系统300的等距视图。在 运行中，飞行器100可以在捕获期间诱捕捕捉线缆306。主穿梭运输装置314和 辅助穿梭运输装置316可以通过捕捉线缆306加速至匹配飞行器100的速度。 减速机构418可以配置为一旦主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316两 者都匹配飞行器100的速度，则使飞行器100减速。在飞行器回收系统内的减 速负载可以设计为小于输出机构416的负载以防止输出机构416在飞行器100 的减速期间启动。输出机构416可以通过收入或放出耦接到捕捉线缆306的导线线缆/绳索或合成线缆/绳索而使主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316两者所经受的惯性负载减弱。一旦飞行器100通过捕捉线缆306被诱捕、通过 减速装置被减速、并且输出机构在安全阈值下保持惯性负载，则飞行器将沿着 轨道304拉动主穿梭运输装置314以及辅助穿梭运输装置316，直到捕捉线缆 306将飞行器向上举起到捕获网308中。

尽管已描述的侧臂回收系统300被设计为适用在1200磅以上毛重类别的飞 行器100以提供有用的范围和有效载荷，但是侧臂回收系统300是灵活的并且 尺寸可以设置为回收从400磅到4000磅及以上范围内的飞行器。实际上，侧臂 回收系统300的结构尺寸(例如，网尺寸、轨道横截面和长度、绳索直径等等) 可以被调整以满足具体的任务规格。优选地，具有一系列的重量和飞行器速度，我们可以适应任何给定的尺寸，但存在限制(例如，设计为捕获4000磅飞行器 的侧臂回收系统300可能不是最适合用于400磅飞行器)。实际上，被给予到飞 行器的峰值负载是在捕获的初始部分期间当穿梭运输装置、绳索和其他动力学 部件与飞行器交换动量时通过该穿梭运输装置、绳索和其他动力学部件的惯性驱动的，这意味着为了使这些负载最小化，在使它们的惯性最小化的同时，将 侧臂回收系统300的部件的尺寸调整为刚好足够大到操控捕获负载。实际上， 侧臂回收系统300可以根据飞行器100重量和在捕获时的飞行速度来设置尺寸。例如，针对重量为1200磅并且速度为65kt的飞行器100设置尺寸的侧臂回收 系统300可以合适地用于以75kt行进的440磅的飞行器。然而，在系统被设计 为高于该范围的情况下，较轻的飞行器将被暴露在由于穿梭运输装置、绳索等 的增加的尺寸造成的较高的惯性负载以操控较大的飞行器。有时，这些较高的 惯性负载将损坏较轻的飞行器或迫使该飞行器以结构形式增加质量以便存活。

捕捉线缆306的张力、输出机构416以及减速机构418可以被用于确定在 捕获期间飞行器100的最大减速。例如，较高的力和阻尼产生在主穿梭运输装 置314和辅助穿梭运输装置316以及飞行器100的减速中的增量。反过来，较 低的力和阻尼将导致主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316以及飞行器 100的减速中的减小。因此，较长的轨道304可能要求更低的力和阻尼。线缆张 力和减震器确定飞行器的减速连同线缆输出长度，该线缆输出长度限定捕捉包络线。

为了防止主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316从轨道304的末端 滑落，可以使用止停装置来限制沿着轨道304的前向行进范围(方向A)。例如， 一旦预定量的捕捉线缆306已经被放出，则减速机构418可以锁定，由此阻止主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316两者行进超过轨道304的末端。 此外，突出桩或盖602可以朝向轨道304的末端定位以防止主穿梭运输装置314 和辅助穿梭运输装置316从轨道304的末端滑落。可替换地，安全机构可以允 许穿梭运输装置和飞行器滑落轨道304以防止在捕获能量过高(过大的速度) 的情况下船上的过度负载。

图7a阐明了飞行器100在下降到一组两个支柱312中期间的后视图，其中 飞行器100的顶部挂钩组件102处于延伸位置中。回收吊架702由一组两个支 柱312和捕捉线缆306形成，回收吊架702可以确保大于3-σ的错过回收系统结 构的概率(99.6％概率)以及大于1-σ的捕获的概率(68.2％概率)。当然，捕获 的概率和影响可以根据设计人员/操作者的期望针对新应用而调整。可以使用实 时运动(“RTK”)全球定位系统(“GPS”)或其他形式的差分GPS持续达到小 于1米1-σ的精确度，即使在存在船舶运动、风以及远离船甲板的湍流的情况下。回收吊架702可以配置为使在顶部挂钩组件102的末端处的捕捉挂钩位置的3-σ 边界落入一组两个支柱312的框架的轮廓中。因此，由于一组两个支柱312定 位在例如水的上方，所以为了保证大于1-σ捕获概率，目标点可以位于在偏移位 置中的捕捉线缆306之上。由此，全部低错过(low miss)导致安全的重飞 (go-around)。高带宽襟翼可用作直接升力控制效应器以减少垂直跟踪误差。这 允许减小一组两个支柱312的捕获包络线的尺寸。襟翼可以增加或减少机翼升 力以减小跟踪误差。在某方面中，轨道304或关节臂302可配置有用于安装视 线(“LOS”)通信天线的桅杆。回收系统结构的顶部的抬高位置提供了具有相对于其他安装替代物减小的障碍的增强的能视域(field of regard)。

在船舶运行中，关节臂302可以保持轨道304以及主穿梭运输装置314和 辅助穿梭运输装置316两者在船舶704(例如，海军舰艇)的侧面之上，以使飞 行器100的行进方向基本平行于船的纵向长度。使用这种配置，飞行器100撞到船704的风险被大大降低，因为飞行器100没有朝向船的结构飞行，而是在 船的结构旁边飞行。如图7b中所阐明的，侧臂回收系统300可以被设计为在公海状态下(6-7)运行。在海洋学中，海洋状态是在大水域上的自由表面的通常 情况-相对于风浪和涌浪-在某一方位和时刻。在海洋状态期间，远离船704的关 节臂302的末端可以经历从关节臂302的捕获点到水的高度波动。这创建了针 对飞行器100的移动目标。关节臂302可以采用控制算法来补偿这种移动，并 使关节臂302的捕获点从飞行器100的视角静止，并且因此增加捕获的概率。

图7b的场景涉及10度的船舶横摇和6度的船舶俯仰，其中海浪达到高于 标称海平面8英尺。关节臂302的尺寸标准可以被选择为使在飞行器100的内 翼尖以及船舶704的全部元件和关节臂302之间的最小间隙(例如，1英尺到 40英尺，更优选为5英尺到30英尺，最优选是至少10英尺)在最关键的条件 下是必需的。此标准可用于确定特定的飞行器100的关节臂302元件的长度。 关节臂302的整体高度可以通过允许在以20度横摇离开船舶704时从外翼尖到 最高海浪高度的充足间隙而被确定。侧臂回收系统300的尺寸可以通过船舶704 的几何构型、船舶取向、风浪高度、禁入区(keep-out zone)以及飞行器距离船 舶的间隙裕度、水以及回收系统结构而被驱动。

图7c阐明了用于飞行器100的示例性飞行路径。飞行器在与船舶704相距 距离A处的初始保持模式706启动。距离A可以优选为大约1英里到5英里， 更优选地是距船舶704大约2英里。在船舶704即将与飞行器100通信后，飞 行器100前进到与船舶704距离为B的局部保持模式708。距离B可以优选为大约0.25英里到2英里，更优选为距船舶704大约0.5英里。一旦飞行器100 对于捕获是明确的，则飞行器100试图被侧臂回收系统300捕获。在捕获阶段 期间，飞行器100可以根据图7a中所阐明的参数被动态地(例如实时或近实时) 重新计算捕获的概率。如果飞行器100接收到复飞(wave off)命令(例如，来 自船舶704)，则飞行器可以执行复飞飞行路径710并转弯以从侧臂回收系统300 转移。当飞行器100距侧臂回收系统300大约2秒时，飞行器100做出最终决 定以执行捕获或飞行经过侧臂回收系统300以进入错过接近飞行路径712。示例 性飞行路径以飞行器100成功地被侧臂回收系统300捕获结束。

图8a到图8f阐明了飞行器100接近基于陆地的侧臂回收系统300(就是说， 耦接到陆地交通工具800(阐明为拖车系统)的侧臂回收系统300)的示例回收 顺序。基于陆地的侧臂回收系统300的尺寸可以由底座几何构型(如卡车轨道)、 用于限定的地形的飞行器地面间隙、与回收系统的飞行器间隙以及由于交通工 具障碍间隙和滑翔斜率导致的高度限制来规定。拖车系统通常包含安装在具有 车轮底盘的陆地车辆800上的关节臂302。为了防止倾斜，陆地车辆800可以包 含一个或更多个地面支撑物802(例如，承力外伸支架和千斤顶)以增加占用空 间，从而提供较大的稳定性。拖车系统可以采用单个发动机机器，其中相同的 发动机为起落架和关节臂302提供动力。上部部分(例如，关节吊杆)可以经 由液压装置驱动，该液压装置运行通过转盘，该转盘来自安装在下部部分(例 如，卡车和/或拖车)上的泵。然而，采用两个发动机是可能的。例如，第一发 动机可以位于下部部分中并用于使车辆沿着道路移动并且运行用来操作一个或多个地面支撑物802的液压泵。第二发动机可以位于上部部分中并用于操作用 于关节臂302的液压泵。

在挂钩接合后，飞行器100在经由例如关节臂下降到地面之前使用上述技 术速度减慢到停止。更具体地，图8a阐明了在最终接近侧臂回收系统300期间的飞行器100。在接近中，飞行器100使其轨线与轨道304轴线对准并使顶部挂 钩组件102从机身104向垂直位置(即延伸位置)延伸。飞行器100使其轨线 对准以使挂钩的尖端朝向图7a的目标捕获点瞄准，从而在避免与支柱结构的全 部干扰的同时提供捕获的最佳概率。回收计划对主挂钩接合的失败是包容的， 其中飞行器100毗邻轨道304连续飞行并返回以便另一次尝试(例如，经由错 过接近飞行路径712)。

图8b阐明了在捕获阶段以及第一捕捉阶段期间的飞行器100。挂钩部分 102b首先击打捕捉线缆306(横穿一组两个支柱312伸展)，这可以导致吊杆部 分102b轻微地向后弯曲。当飞行器100继续前进时(方向A)，飞行器100的姿态被最小地影响。捕捉线缆306然后沿顶部挂钩组件102滑动并进入例如定 位在挂钩部分102b的尖端处的保持器中。由于捕捉线缆306最初与顶部挂钩组件102正交，因此最初的击打行动不会给予飞行器100大的冲击。在捕捉线缆 306接合后，飞行器100通过挂钩部分102b拉动捕捉线缆306。随着捕捉线缆 306根据前述技术输出，飞行器100上的力由于线缆张力的方向和大小的组合作 用而迅速地增加。线缆张力的大小可以与捕捉线缆306输出速度成比例。随着 线缆输出长度增加，线缆相对于挂钩的角度减小，而线缆在挂钩上的动作增加。 线缆的动作试图通过挂钩使飞行器100的质心与支柱312的末端对准。由于挂 钩枢转的抵消，飞行器100上仰(方向B)。主穿梭运输装置314被携带向前， 并与其质量成比例加速。第一捕捉阶段导致峰值减速。

图8c阐明了在第二捕捉阶段期间的飞行器100。当飞行器100减速时，随 着线缆输出速度降低，线缆张力的大小降低。同时，像钟摆一样，飞行器100 的一些动能被转化为势能。穿梭运输装置线缆卷起，拉动飞行器100和主穿梭 运输装置314更靠近。主穿梭运输装置314加速并跟随飞行器100以防止飞行 器100回转。随着飞行器100上升，飞行器的前部机身挂钩可以捕捉耦接到辅 助穿梭运输装置316的捕获网308。

在第三捕获阶段期间，捕获网308在飞行器100上施加向下的力，并且随 着主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316速度减少，飞行器100的前向 速度持续减少。同时，飞行器100的势能可以传递到捕获网308。当前向力低于 在轨道304和主穿梭运输装置314和/或辅助穿梭运输装置316之间的摩擦阻力 时，主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316两者都停止。此外，如上所 述，止停装置防止主穿梭运输装置314和辅助穿梭运输装置316两者从轨道304 滑落。在飞行器100的势能转换完后，飞行器100缓慢地振动到静止位置。当然，上面描述的顺序可以根据设计者的需要和/或多个变量而变化，包含例如， 飞行器的类型、天气、侧臂回收系统300的位置等等。一旦飞行器100和主穿梭运输装置314、辅助穿梭运输装置316完全停止，则飞行器100屈服于重力。 为了防止飞行器落到地面或进入水中，位于前部机身挂钩106上的倒钩刺穿横 跨辅助穿梭运输装置316拉紧的捕获网308。在捕获完成后，飞行器从这些倒钩悬挂。侧臂回收系统300然后使用它的关节臂302使飞行器100降落到地面。

如图8d和图8e所阐明的，关节臂302是完全可调节的。因此，关节臂302 可以用于在回收阶段期间重新定位和/或运输飞行器100。例如，关节臂302可 以用于移动飞行器100以使它可以被维修或贮存。特别地，当被固定到主穿梭 运输装置314和/或辅助穿梭运输装置316时，飞行器100以相反的方向(方向 A’)从轨道304的第二末端滑动(例如，在回收期间的最终阶段)，直到穿梭运 输装置316到达轨道304的第一末端。如图8e所示，通过将飞行器向下(方向 C)降低，关节臂302可以用于将飞行器100降低至地面和/或地面推车804上。 地面推车804位于接收飞行器100的系统下方，并且侧臂回收系统300可以接 着为下一次发射或捕获做准备。图8e阐明了在飞行器100停留在地面推车804 上的回收阶段的末尾的侧臂回收系统300。

关节臂302可以折叠和贮存在陆地车辆800上，同时飞行器100保持定位 在地面推车804上。图8f阐明了完成贮存的侧臂回收系统300和与侧臂回收系 统300分离的飞行器100。如所描述的，侧臂回收系统300可以是模块化的以降 低贮存占用空间，并且允许在发射和回收飞行器之间更快的转换。

为了最小化专门操作和船舶占用空间，侧臂回收系统300可以配置为以最 小的配置改变用于发射操作。图9阐明了当与陆地车辆800耦接时用于侧臂回 收系统300的示例性发射配置。发射和捕获的峰值加速度被最小化。例如，侧 臂的枢转底座可以90度的方位角被重新取向，从而使其具有广泛的有效范围(例如，甲板上风速)，同时最小化发射和回收两者对陆地车辆800或船舶704的运 行影响。侧臂关节臂也可以适于支撑自主水下航行器(“AUV”)或小型水面舰 艇的回收。

为了减少重量和成本，飞行器可以缺少通常的起落架，改为依靠用于甲板 操控和机库贮存的地面推车804。特别地，在飞行器回收后，侧臂回收系统300 使飞行器安全降低至甲板操控推车。图10a到图10d阐明了地面推车804或适 合甲板操控的推车。如图中所示，地面推车804可以特征在于方形横截面、管 状钢框架以及例如三轮车配置。通常用于飞行器的起落架的任何系带可以按照已知的标准如美国国防部的AIR-STD-25原则被重新定位到地面推车804上。飞 行器可以使用例如与飞行器的主要舱壁一致的有衬垫的支撑结构以及在由与武 器舱前部和尾部舱壁一致地安置的轮廓根部(profiled stub)组成的多个拾取点处与地面推车804接合。

双前轮1002和两个尾部轮1004可以单独地或一致地降低和/或升起，以实 现基于地面操控动作的更有利的姿态。当移动地面推车804时，被降低的姿态 提供了较低的重心以及更稳定的平台。在以系带固定的情况下，升高的位置提 供了更多的进入飞行器的底侧的通路，以便于维修和军械的装载。将尾部轮1004 提升并降低前轮1002，让飞行器呈现出某位置，该位置便于在尾部机身104下 旋转替换的发动机以将其提升到发动机室中。地面推车804框架的设计可以被 设计为进入维修重型(maintenance-heavy)区如有效载荷舱门、发动机室、航空 电子设备舱口、以及EO/IR球以及SATCOM整流罩的顶部提供方便。框架的形 状绕过这些区域并结合到坚固的机架结构界面，同时实现对期望区域的无障碍接入。与飞行器不同的是，地面推车804的设计不受适航性和空气动力性能约 束的阻碍，因此它可以比被拖在其轮式起落架上的直升机或飞行器得到更好的可操纵性和操控。事实上，地面推车804可以被设计带有前轮1002，前轮1002 与A/S32A-32飞行器牵引车以及舰载直升机处理程序(SHH)兼容。

图11阐明了基于底盘的飞行器回收系统1100，其类似于图8a的拖车-卡车 系统，但是被设计为允许飞行器回收系统被容易地移动，而不需要起重机或单 独的动力装置(例如，陆地车辆800)。移动底盘1102可以采用电动或其他各种 马达类型自行推进，以将移动底盘1102推进到期望的方位中。此外，移动底盘 1102可以自主接收由操作者或飞行器自身预定的方位，以便行进到所述方位并且部署自主飞行器捕获。一旦定位在期望的方位，移动底盘1102可以利用多个 约束线缆1104固定到地面(例如，经由附连点1106)。

尽管本发明关于当前被认为是优选的实施例描述，但本发明不限于所公开 的实施例。相反，本发明旨在涵盖所附权利要求书的精神和范围内的各种修改 和等价布置。所附权利要求的范围应给予最广泛的解释，以便包含所有这些修 改和等价的结构和功能。

如上所述的所有美国和国外的专利文件、所有文章、所有手册和所有其他 已公开的文件在此通过参考并入优选实施例的详细描述。

Claims (14)

1.一种用于捕获飞行中的飞行器(100)的回收系统(300)，所述回收系统(300)包含：

关节臂(302)，其具有近端和远端，所述关节臂(302)被固定到在所述近端处的表面；

轨道(304)，其耦接在所述关节臂(302)的所述远端；

一组支柱，其安装到所述轨道(304)；

第一穿梭运输装置，其可滑动地耦接到所述轨道(304)；

捕捉线缆(306)，其耦接到所述第一穿梭运输装置，其中所述捕捉线缆(306)配置为横跨所述一组支柱(312)水平地伸展以捕获所述飞行器(100)；

第二穿梭运输装置，其可滑动地耦接到所述轨道(304)，其中所述第二穿梭运输装置独立于所述第一穿梭运输装置；以及

捕获网，其耦接到所述第二穿梭运输装置，其中所述捕获网配置为减少所述飞行器(100)的捕获后运动，所述飞行器的捕获后运动归因于通过所述捕捉线缆(306)捕获所述飞行器(100)。

2.根据权利要求1所述的回收系统(300)，其中所述关节臂(302)经由旋转底座(302a)固定到所述表面。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的回收系统(300)，其中所述捕捉线缆(306)配置为接合定位在所述飞行器(100)上的第一挂钩。

4.根据权利要求1所述的回收系统(300)，进一步包含输出机构(416)以管理所述捕捉线缆(306)的张力。

5.根据权利要求4所述的回收系统(300)，其中所述输出机构(416)经由输出线缆(504)和双滑轮组件耦接到所述捕捉线缆(306)。

6.根据权利要求5所述的回收系统(300)，其中所述双滑轮组件包含经由连杆(508)彼此耦接的第一滑轮和第二滑轮。

7.根据权利要求6所述的回收系统(300)，其中所述输出线缆(504)经由所述第一滑轮耦接并且所述捕捉线缆(306)经由所述第二滑轮耦接。

8.根据权利要求5、权利要求6或权利要求7所述的回收系统(300)，其中所述输出机构(416)包含卷轴以根据通过所述飞行器(100)给予到所述捕捉线缆(306)上的负载放出或收入所述输出线缆(504)。

9.根据权利要求8所述的回收系统(300)，其中所述输出机构(416)配置为当被给予的所述负载超过预定负载阈值时输出所述输出线缆(504)。

10.根据权利要求1所述的回收系统(300)，进一步包含减速机构(418)以使所述第一穿梭运输装置减速，其中所述减速机构(418)经由减速线缆耦接到所述第一穿梭运输装置。

11.根据权利要求10所述的回收系统(300)，其中所述第一穿梭运输装置经由穿梭运输装置线缆耦接到所述第二穿梭运输装置，所述第二穿梭运输装置配置为响应于被给予到所述第一穿梭运输装置上的力而沿着所述轨道(304)滑动。

12.根据权利要求11所述的回收系统(300)，其中定位在所述飞行器上的第二挂钩配置为通过由所述飞行器(100)的初始减速产生的所述飞行器(100)的向上的角动量接合所述捕获网。

13.根据权利要求1所述的回收系统(300)，其中所述轨道(304)包含一个或更多个轨道(304)铰链以促进所述轨道(304)的折叠以便贮存。

14.根据权利要求1所述的回收系统(300)，其中所述一组支柱(312)中的每个都是弹簧加载的并且被配置为在捕获所述飞行器(100)后向上和向外移动。