CN112520019B - 一种无人直升机机载电磁环境模拟设备、系统及直升机 - Google Patents

Abstract

本发明一种无人直升机机载电磁环境模拟设备、系统及直升机，本发明提供的一种无人直升机机载电磁环境模拟设备包括直升机收缩起落架、吊舱和用于带动所述吊舱旋转的吊舱旋转装置；所述直升机收缩起落架固定安装在无人直升机下部，能够实现在降落过程中放下且在试验过程中收起的功能；所述吊舱旋转装置固定安装在所述直升机收缩起落架上，用于驱动所述吊舱连续旋转或旋转固定在指定角度；所述吊舱固定连接在所述吊舱旋转装置下方，用于装载模拟器设备。通过设置直升机收缩起落架和吊舱旋转台，直升机收缩起落架收起，能够装载模拟器进行无遮挡、无死角的模拟，同时不会影响直升机的降落。

Description

一种无人直升机机载电磁环境模拟设备、系统及直升机

技术领域

本发明属于模拟试验技术领域，具体涉及一种无人直升机机载电磁环境模拟设备。

背景技术

现代武器系统在试验和使用过程中，面临非常复杂的电磁环境，除了目标本体以外，还将面临空中的无源杂波干扰、敌方有源电子干扰和各种通信干扰等。

采用无人机载作为飞行平台的目标和干扰模拟器，可以逼真的模拟多样的目标回波和复杂电磁环境，为检测武器系统在复杂电磁环境下的作战性能提供评估手段。常用的目标和干扰模拟器装载飞行平台为无人机、旋翼机和大型机载吊舱，这些设备安装平台可以通过对作战场景在近距离上等比模拟的方式模拟真实作战飞机的高度、距离和速度。

但是这些飞行平台在实际使用过程中存在如下问题：无人机和旋翼机负载重量、尺寸范围小，通常只有几公斤，十几公斤，很多试验中无法满足使用要求；大型机载吊舱模拟，试验组织困难且设备飞行中无法在任意位置悬停，不能在相同条件下重复试验，试验成本高，撤收和运输过程成本高，操作复杂；无人机和旋翼机及机载吊舱模拟设备均存在遮挡情况，无法360°无死角进行模拟。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种无人直升机机载吊舱模拟设备、系统及直升机，能够装载模拟器进行无遮挡、无死角的模拟。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种无人直升机机载电磁环境模拟设备，包括直升机收缩起落架、吊舱和用于带动所述吊舱旋转的吊舱旋转装置；所述直升机收缩起落架固定安装在无人直升机下部，能够实现在降落过程中放下且在试验过程中收起的功能；所述吊舱旋转装置固定安装在所述直升机收缩起落架上，用于驱动所述吊舱连续旋转或旋转固定在指定角度；所述吊舱固定连接在所述吊舱旋转装置下方，用于装载模拟器设备。

进一步的，所述直升机收缩起落架包括固定支架、起落架支臂、收缩液压缸、油箱及起落架控制器；所述固定支架与所述无人直升机固定连接；所述固定支架上设置有连接转轴且所述起落架支臂连接至所述连接转轴并可围绕所述连接转轴而旋转，且所述起落架支臂的高度大于所述吊舱的高度；所述收缩液压缸一端与所述固定支架相铰接，另一端与所述起落架支臂相铰接从而将所述起落架支臂末端收起； 所述油箱安装在所述固定支架上，通过油管与所述收缩液压缸相连接；所述起落架控制器安装在所述固定支架上，通过控制线路与所述液压收缩缸连接，通过控制所述液压收缩缸收放所述起落架支臂。

进一步的，所述吊舱包括结构骨架和罩设在所述结构骨架外侧的外壳，结构骨架和外壳相配合形成用于装载模拟器设备的内部空间。

进一步的，所述结构骨架包括端面框架和中间框架，在端面框架和中间框架之间还设置有拓展框架，所述拓展框架能够根据所装载模拟器的尺寸扩展所述吊舱的尺寸；所述拓展框架上设置有导向滑槽和插销；所述导向滑槽用于实现拓展框架的导向定位，所述插销用于实现拓展框架的防松锁紧。

进一步的，所述外壳包括设置在所述吊舱中部的蒙皮和设置在所述吊舱两端的玻璃钢罩。

进一步的，所述结构骨架的材料选用铝型材，且所述吊舱通过焊接或铆接进行组装。

进一步的，所述吊舱旋转装置包括与所述固定支架固定连接的吊舱旋转台和用于控制所述吊舱旋转台的旋转台控制器；所述旋转台控制器根据所接收的控制命令，控制所述吊舱旋转台的旋转模式。

进一步的，所述吊舱旋转台包括与所述固定支架转动连接的旋转盘和固定连接在所述旋转盘下部的伺服电机、减速器、旋转测角器和汇流环；所述旋转台控制器通过控制线路与所述伺服电机和旋转测角器相连接，所述旋转测角器用于获得旋转台的即时角度，所述旋转台控制器根据所接收的控制命令和即时角度，控制所述吊舱旋转台的转动角度从而使所述吊舱固定在指定角度。

第二方面，本发明提供一种无人直升机，包括直升机机体和固定安装在所述直升机机体上的上述的吊舱模拟设备。

第三方面，本发明提供一种无人直升机机载电磁环境模拟系统，所述系统包括控制终端和可拆卸固定在无人直升机上的上述无人直升机机载电磁环境模拟设备；所述控制终端与直升机收缩起落架信号连接，从而控制所述直升机收缩起落架的收放；所述控制终端与吊舱旋转装置信号连接，能够控制吊舱旋转装置连续旋转吊舱或将吊舱旋转固定在指定角度。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

1、通过设置直升机收缩起落架和吊舱旋转台，直升机收缩起落架收起，吊舱不受起落架的干扰的连续旋转360度，避免吊舱的旋转的过程中与起落架产生干涉以及减小起落架对模拟器设备的干扰，旋转台也可以使吊舱旋转固定在固定角度，增强模拟的真实性，同时，直升机收缩起落架在降落的过程中，可以落下，不会影响直升机的降落；

2、本发明的吊舱具有在负载尺寸和负载重量上具备可扩展的能力，使本发明可以灵活调整吊舱的尺寸和负重大小，操作更方便；

3、吊舱旋转台上设置有多个减速器，可以负载较大的扭矩，为吊舱旋转提供较强的旋转动力；

4、通过安装在无人直升机上，本设备可以承载较多较重的模拟设备，是吊舱的尺寸更大，负载更多，同时，通过无人直升机，具有可任意位置悬停在相同条件下进行重复多次试验，试验周期短，机载设备配置灵活，操控简单易学，使用无人直升机展开、撤收、运输简单快捷，设备和使用成本非常低廉；

5、吊舱的设计过程中选用多种轻质高强度铝型材配合非金属复合材料，应用焊接和铆接等多种工艺进行吊舱的组装，确保所设计的吊舱重量轻、强度好满足试验要求。

附图说明

图1是无人机载吊舱模拟设备总体结构示意图；

图2是吊舱结构骨架结构示意图；

图3是吊舱整体结构示意图；

图4是吊舱扩展示意图

图5是吊舱旋转台结构示意图；

图6是无人直升机起落架结构示意图；

图7是无人机载吊舱模拟设备工作状态示意图。

图中：

1、吊舱；11、结构骨架；111、端面框架；112、中间框架；113、拓展框架；12、蒙皮；13、玻璃钢罩；2、直升机收缩起落架；21、固定支架；22、起落架支臂；23、收缩液压缸；24、油箱；3、吊舱旋转装置；31、吊舱旋转台；311、旋转盘；312、减速器；313、伺服电机；314、汇流环；32、旋转台控制器；4、无人直升机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种无人直升机机载电磁环境模拟设备，包括直升机收缩起落架2、吊舱1和用于带动所述吊舱1旋转的吊舱旋转装置3；所述直升机收缩起落架2固定安装在无人直升机4下部，能够实现在降落过程中放下且在试验过程中收起的功能；所述吊舱旋转装置3固定安装在所述直升机收缩起落架2上，用于驱动所述吊舱1连续旋转或旋转固定在指定角度；所述吊舱1固定连接在所述吊舱旋转装置3下方，用于装载模拟器设备。

通过设置直升机收缩起落架2和吊舱旋转台31，直升机收缩起落架2收起，吊舱1不受起落架的干扰的连续旋转360度，避免吊舱1的旋转的过程中与起落架产生干涉以及减小起落架对模拟器设备的干扰，旋转台也可以使吊舱1旋转固定在固定角度，增强模拟的真实性，同时，直升机收缩起落架2在降落的过程中，可以落下，不会影响无人直升机4的降落。该直升机收缩起落架2能够抵抗较大负载、较大瞬间冲击。

具体的，如图6所示，所述直升机收缩起落架2包括固定支架21、起落架支臂22、收缩液压缸23、油箱24及起落架控制器；所述固定支架21与所述无人直升机4固定连接；所述固定支架21上设置有连接转轴且所述起落架支臂22连接至所述连接转轴并可围绕所述连接转轴而旋转，且所述起落架支臂22的高度大于所述吊舱1的高度；所述收缩液压缸23一端与所述固定支架21相铰接，另一端与所述起落架支臂22相铰接从而将所述起落架支臂22末端收起； 所述油箱24安装在所述固定支架21上，通过油管与所述收缩液压缸23相连接；所述起落架控制器安装在所述固定支架21上，通过控制线路与所述液压收缩缸连接，根据所接收的指令控制所述液压收缩缸收放所述起落架支臂22。

控制人员可以通过控制终端发出指令给起落架控制器，控制所述液压收缩缸收放所述起落架支臂22；如图7所示，当无人直升机4在空中，起落架需要收起时，起落架控制器根据接收到的指令控制液压收缩缸收缩，拉动起落架支臂22绕连接转轴转动，从而收起起落架；当无人直升机4需要降落，起落架需要放下时，起落架控制器根据接收到的指令控制液压收缩缸扩张，带动起落架支臂22绕连接转轴转动，从而放下起落架。

如图2-4所示，吊舱1包括结构骨架11和罩设在所述结构骨架11外侧的外壳，结构骨架11和外壳相配合形成用于装载模拟器设备的内部空间。所述结构骨架11包括端面框架111和中间框架112，在端面框架111和中间框架112之间还设置有拓展框架113，所述拓展框架113能够根据所装载模拟器的尺寸扩展所述吊舱1的尺寸。拓展框架113的固定是通过断面的导向滑槽和侧面的插销来定位及固定的。滑槽实现拓展框架113的导向定位，插销实现拓展框架113的防松锁紧。

所述外壳包括设置在所述吊舱1中部的蒙皮12和设置在所述吊舱1两端的玻璃钢罩13。所述结构骨架11的材料选用铝型材，且所述吊舱1通过焊接或铆接进行组装。本发明的吊舱1具有在负载尺寸和负载重量上具备可扩展的能力，使本发明可以灵活调整吊舱1的尺寸和负重大小，操作更方便；吊舱1的设计过程中选用多种轻质高强度铝型材配合非金属复合材料，应用焊接和铆接等多种工艺进行吊舱1的组装，确保所设计的吊舱1重量轻、强度好满足试验要求。

如图2所示，吊舱旋转装置3包括与所述固定支架21固定连接的吊舱旋转台31和用于控制所述吊舱旋转台31的旋转台控制器32；所述旋转台控制器32根据所接收的控制命令，控制所述吊舱旋转台31的旋转模式。如图5所示，吊舱旋转台31包括与所述固定支架21转动连接的旋转盘311和固定连接在所述旋转盘311下部的伺服电机313、减速器312、旋转测角器和汇流环314；所述旋转台控制器32通过控制线路与所述伺服电机313和旋转测角器相连接，所述旋转测角器用于获得旋转台的即时角度，所述旋转台控制器32根据所接收的控制命令和即时角度，控制所述吊舱旋转台31的转动角度从而使所述吊舱1固定在指定角度。吊舱旋转台31能够带动整个吊舱1设备在飞机底部做360°连续旋转运动，且能固定在指定角度不晃动，具备尺寸小，负载扭矩大等特点。吊舱旋转台31上设置有多个减速器312，可以负载较大的扭矩，为吊舱1旋转提供较强的旋转动力，减速器312可以选用行星减速器或蜗轮蜗杆减速器或二者结合。

如图1和图7所示，本设备通过安装在无人直升机4上，可以承载较多较重的模拟设备，是吊舱1的尺寸更大，负载更多；同时，通过无人直升机4，具有可任意位置悬停在相同条件下进行重复多次试验，试验周期短，机载设备配置灵活，操控简单易学，使用无人直升机4展开、撤收、运输简单快捷，设备和使用成本非常低廉。

实施原理：本设备可拆卸安装在无人直升机4上，首先将直升机收缩起落架2固定在无人直升机4上，之后向吊舱1内安装好模拟器，再将吊舱1和吊舱旋转装置3固定安装在无人直升机4上。

无人直升机4升空后，达到预定位置和线路，需要开始模拟时，控制人员可以通过控制终端发出指令给起落架控制器，控制所述液压收缩缸收放所述起落架支臂22；当无人直升机4在空中，起落架需要收起时，起落架控制器根据接收到的指令控制液压收缩缸收缩，拉动起落架支臂22绕连接转轴转动，从而收起起落架，此时再向吊舱旋转装置3发送指令，控制吊舱1在吊舱旋转装置3的驱动下360度连续旋转，或者根据所接收的控制命令和通过旋转测角器检测到的即时角度，控制所述吊舱旋转台31的转动对应角度从而使所述吊舱1固定在指定角度，试验完成后，吊舱旋转装置3能够响应控制人员发送的复位命令，控制吊舱1旋转到0度角位置。

当无人直升机4需要降落，起落架需要放下时，起落架控制器根据接收到的指令控制液压收缩缸扩张，带动起落架支臂22绕连接转轴转动，从而放下起落架。

实施例二：

本实施例提供一种无人直升机4，如图1所示，包括直升机机体和固定安装在所述直升机机体上的实施例一的无人直升机机载电磁环境模拟设备。

实施例三：

本实施例提供一种无人直升机机载电磁环境模拟系统，所述系统包括控制终端和可拆卸固定在无人直升机4上的上述无人直升机机载电磁环境模拟设备；所述控制终端与直升机收缩起落架2信号连接，从而控制所述直升机收缩起落架2的收放；所述控制终端与吊舱旋转装置3信号连接，能够控制吊舱旋转装置3连续旋转吊舱1或将吊舱1旋转固定在指定角度。

控制终端可以和无人直升机4通过无线通讯设备信号连接，远程控制无人直升机4的行程、方向和速度，从而更加完善模拟环境；

控制终端能够和吊舱1内的模拟器信号连接，从而远程开启或关闭模拟器。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种无人直升机机载电磁环境模拟设备，其特征在于，包括直升机收缩起落架(2)、吊舱(1)和用于带动所述吊舱(1)旋转的吊舱旋转装置（3）；

所述直升机收缩起落架(2)固定安装在无人直升机(4)下部，能够实现在降落过程中放下且在试验过程中收起的功能；

所述吊舱旋转装置（3）固定安装在所述直升机收缩起落架(2)上，用于驱动所述吊舱(1)连续旋转或旋转固定在指定角度；

所述吊舱(1)固定连接在所述吊舱旋转装置（3）下方，用于装载模拟器设备；

所述直升机收缩起落架(2)包括固定支架(21)、起落架支臂(22)、收缩液压缸(23)、油箱(24)及起落架控制器；

所述固定支架(21)与所述无人直升机(4)固定连接；所述固定支架(21)上设置有连接转轴且所述起落架支臂(22)连接至所述连接转轴并可围绕所述连接转轴而旋转，且所述起落架支臂(22)的高度大于所述吊舱(1)的高度；

所述收缩液压缸(23)一端与所述固定支架(21)相铰接，另一端与所述起落架支臂(22)相铰接从而将所述起落架支臂(22)末端收起；

所述油箱(24)安装在所述固定支架(21)上，通过油管与所述收缩液压缸(23)相连接；

所述起落架控制器安装在所述固定支架(21)上，通过控制线路与所述液压收缩缸连接，通过控制所述液压收缩缸收放所述起落架支臂(22)。

2.根据权利要求1所述的无人直升机机载电磁环境模拟设备，其特征在于， 所述吊舱(1)包括结构骨架(11)和罩设在所述结构骨架(11)外侧的外壳，结构骨架(11)和外壳相配合形成用于装载模拟器设备的内部空间。

3.根据权利要求2所述的无人直升机机载电磁环境模拟设备，其特征在于，所述结构骨架(11)包括端面框架(111)和中间框架(112)，在端面框架(111)和中间框架(112)之间还设置有拓展框架(113)，所述拓展框架(113)能够扩展所述吊舱(1)的尺寸；

所述拓展框架（113）上设置有导向滑槽和插销；所述导向滑槽用于实现拓展框架（113）的导向定位，所述插销用于实现拓展框架（113）的防松锁紧。

4.根据权利要求3所述的无人直升机机载电磁环境模拟设备，其特征在于，所述外壳包括设置在所述吊舱(1)中部的蒙皮(12)和设置在所述吊舱(1)两端的玻璃钢罩(13)。

5.根据权利要求3所述的无人直升机机载电磁环境模拟设备，其特征在于，所述结构骨架(11)的材料选用铝型材，且所述吊舱(1)通过焊接或铆接进行组装。

6.根据权利要求1所述的无人直升机机载电磁环境模拟设备，其特征在于，所述吊舱旋转装置（3）包括与所述固定支架(21)固定连接的吊舱旋转台（31）和用于控制所述吊舱旋转台（31）的旋转台控制器(32)；

所述旋转台控制器(32)根据所接收的控制命令，控制所述吊舱旋转台（31）的旋转模式。

7.根据权利要求6所述的无人直升机机载电磁环境模拟设备，其特征在于，所述吊舱旋转台（31）包括与所述固定支架(21)转动连接的旋转盘(311)和固定连接在所述旋转盘(311)下部的伺服电机(313)、减速器(312)、旋转测角器和汇流环(314)；

所述旋转台控制器(32)通过控制线路与所述伺服电机(313)和旋转测角器相连接，所述旋转测角器用于获得旋转台的即时角度，所述旋转台控制器(32)根据所接收的控制命令和即时角度，控制所述吊舱旋转台（31）的转动角度从而使所述吊舱(1)固定在指定角度；

所述汇流环(314)设置于分为内外圈，用于在所述吊舱(1)连续旋转时传输电信号。

8.一种无人直升机，其特征在于，包括直升机机体和固定安装在所述直升机机体上的如权利要求1-7任一项所述的无人直升机机载电磁环境模拟设备。

9.一种无人直升机机载电磁环境模拟系统，其特征在于，所述系统包括控制终端和可拆卸固定在无人直升机(4)上的如权利要求1-7任一项所述的无人直升机机载电磁环境模拟设备；

所述控制终端与直升机收缩起落架(2)信号连接，从而控制所述直升机收缩起落架(2)的收放；

所述控制终端通过与吊舱旋转装置（3）信号连接控制吊舱旋转装置（3）连续旋转吊舱(1)或将吊舱(1)旋转固定在指定角度。

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