CN115626279A - 一种航空器起飞架遥控抛离系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空器起飞架遥控抛离系统，用于航空器起飞后达到抛离条件后远程遥控抛离起飞架或辅助起飞设备，实现航空器减重并优化气动外型，提高航空器性能。航空器起飞时机载抛落点可具有多个，每个抛落点单元集成无线收发模块、控制器等，通过地面遥控器实现远程控制；航空器起飞架遥控抛离装置采用Lora通信模式，具备广播发射功能，其中遥控端为主站，抛落点单元为从站；系统具备集成多个冗余模块，可在遥控失效的情况下保证触发抛落动作，提高了系统可靠性。该装置具有体积紧凑、方便扩展、可靠性高、便于集成的优点。对重量、内部空间要求比较敏感的航空器，且能有效减少航空器起飞重量，提高航空器有效载荷能力。
Description
技术领域
本发明涉及无线遥控技术领域，尤其涉及一种航空器起飞架遥控抛离系统。
背景技术
航空器的重量特性贯穿于航空器设计、制造、试飞和定型的全过程中。
相关技术中，航空器的起飞架通常与航空器固定连接，常规起降的航空器往往集成有伺服、液压等控制执行机构用于起飞架的收放，这种传统的起飞架机构增加了系统的复杂度和故障风险点，且航空器一旦起飞升空，起飞架额外增加了航空器的负重，降低了有效载荷，对于航空器内部尺寸、载荷能力较为敏感的航空器或特种类型的航空器，可考虑航空器起飞后解耦航空器平台与起飞架的连接，提升航空器的性能。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种航空器起飞架遥控抛离系统。根据航空器可将起飞装置视为废重、航空器起飞后即可抛离起飞架的实际需求，此装置用于航空器离地或达到脱离条件后通过地面遥控抛离，以便航空器减重，提高载荷及飞行性能。
为实现上述目的，本发明抛离装置包括地面遥控端和起飞抛离接收控制装置(以下简称抛落点单元，航空器可具备多个抛落点单元)。地面遥控端由电池、无线收发模块、天线、控制器、按钮和指示灯等部分组成；抛落点单元核心模块与地面主控装置一致，还包括电触发可控执行器等。
本发明的具体技术解决方案是：
一种航空器起飞架遥控抛离系统，包括地面遥控端和一个或多个抛落点单元；
地面遥控端用于相抛落点单元发送遥控信号；
抛落点单元集成于辅助起飞装置，辅助起飞装置通过可控执行器与航空器机体可拆卸连接，抛落点单元接收遥控信号、并解析后控制可控执行器执行抛离动作。
所述地面遥控端包括地面控制器模块、地面无线发送模块、地面供电单元，地面供电单元对地面控制器模块和地面无线发送模块供电，地面控制器模块和地面无线发送模块之间通过串口连接，地面控制器模块集成有具有抛离功能的按钮，通过控制按钮、地面控制器模块向地面无线发送模块发出控制指令，地面无线发送模块根据控制指令发出无线形式的遥控指令。
所述地面控制器模块集成的按钮包括触发按钮、全部抛离按钮、单个辅助起飞装置抛离按钮、其他抛离按钮。
所述抛落点单元包括抛离控制器模块、抛离无线接收模块、抛离供电单元，抛离供电单元对抛离控制器模块和抛离无线接收模块供电，地面控制器模块和地面无线接收模块之间通过串口连接，抛离无线接收模块接收地面端的遥控指令，并通过串口发送给抛离控制器模块，抛离控制器模块解析后控制可控执行器执行抛离动作。
所述抛离控制器模块集成有定时器按钮，定时器按钮用于用于定时使能、用于无线失灵情况下的冗余设计、用于延时触发抛落功能。
所述地面控制器模块和抛离控制器模块的数字量输入端均接使能按钮。
所述可控执行器为火工品或插销；
可控执行器为插销时，插销穿过辅助起飞装置和航空器机体，插销设有能够驱动插销移动的驱动装置，抛离控制器模块通过控制驱动装置以使插销移动而实现抛离动作；
可控执行器为火工品时，火工品解锁装置穿过辅助起飞装置和航空器机体，抛离控制器模块通过控制火工品电点火器触发火工品，解锁抛离装置与航空器的连接从而实现抛离动作。
所述抛落点单元集成在安装导轨上，安装导轨与航空器机体可拆卸连接。
所述安装导轨包括底板和连接于底板相对两侧的两个侧板，底板与航空器机体连接，抛离控制器模块、抛离无线接收模块、抛离供电单元均连接于两个侧板之间。
所述地面供电单元和抛离供电单元均采用电池供电；
地面无线发送模块和抛离无线接收模块均采用LoRa无线传输模块；
地面控制器模块和抛离控制器模块的数字量输出端接指示灯。
抛落指令由地面遥控端发出，抛落点单元分别集成安装在各自的抛离点(例如起落架或其它辅助起飞装置)；抛落点单元接收模块收到地面遥控端的抛离动作信号后，抛落点单元控制可控执行器动作，使得起飞装置或其它辅助起飞装置与航空器机体脱离，实现脱离；
抛落点单元与起落架或辅助起飞装置一同脱离航空器；脱离后，航空器不包含任何起飞、助飞及抛离装置的冗余物；
抛落点单元控制模块具备冗余触发执行器功能，提高抛离装置的可靠性。
对于飞机载荷、机体内部空间较为敏感的航空器机型，本申请采用可抛离式起飞架是一种较为可靠、简便、经济的策略，对于实现航空器减重、提高飞机载荷能力并优化气动外型，提高航空器性能有着重要意义。此装置针对起飞后可将起飞架或辅助放飞设备视为废重、航空器起飞后即可抛离的航空器，根据航空器起飞抛离装置的实际需求，设计一种航空器起飞架遥控抛离系统，该装置不仅可应用于新设计的常规起飞架抛落式航空器，也可运用于放飞车等其它辅助起飞无线遥控脱离装置。
综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
1)与机载设备耦合程度低：抛离动作无需航空器机载设备控制，仅需地面遥控控制信号即可完成抛离；
2)成本低，经济性好，抛离的起飞架等起飞辅助设备可回收再使用；
3)抛离装置可实现冗余设计，除遥控实现抛离外，可采用定时器控制触发控制；
4)装置采用Lora广播发送模式，传输距离远，具备一对多指令广播发送功能，提高设备可靠性与接收同步性；
5)可实现远距离遥控。
附图说明
图1起飞架抛离装置无线广播遥控原理示意图；
图2地面遥控端控制原理示意图；
图3抛离装置控制原理示意图；
图4起飞架与整流结构设计图；
图5起飞架与整流结构侧视图；
图6抛落点单元控制系统安装示意图；
图7地面遥控端示意图。
附图标记说明：11、地面控制器模块；12、地面无线发送模块；13、地面供电单元；
21、抛离控制器模块；22、抛离无线接收模块；23、抛离供电单元；
31、辅助起飞装置；32、可控执行器；33、安装导轨；
41、全部抛离按钮；42、单个起飞架抛离按钮；43、其他抛离按钮；44、使能按钮；45、定时器按钮；46、遥控器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细的描述：
本申请实施例公开一种航空器起飞架遥控抛离系统，如图1所示，包括地面遥控端和一个或多个抛落点单元，地面遥控端用于相抛落点单元发送遥控信号；抛落点单元集成于辅助起飞装置31，辅助起飞装置31通过可控执行器32与航空器机体可拆卸连接，抛落点单元接收遥控信号、并解析后控制可控执行器32执行抛离动作。
如图2所示，地面遥控端包括地面控制器模块11、地面无线发送模块12及配套天线、地面供电单元13，具备系统自检、遥控指令发送及状态显示功能，地面供电单元13对地面控制器模块11和地面无线发送模块12供电，地面控制器模块11和地面无线发送模块12之间通过串口连接，地面控制器模块11集成有具有抛离功能的按钮，操作人员将遥控端按钮按下后，地面控制器模块11向地面无线发送模块12发出控制指令，地面无线发送模块12根据控制指令发出无线形式的遥控指令。
如图3所示，抛落点单元包括抛离控制器模块21、抛离无线接收模块22及配套天线、抛离供电单元23，具备系统自检、遥控指令接收及状态显示功能，抛离供电单元23对抛离控制器模块21和抛离无线接收模块22供电，地面控制器模块11和地面无线接收模块之间通过串口连接，抛离无线接收模块22接收地面端的遥控指令，并通过串口发送给抛离控制器模块21，抛离控制器模块21解析后控制可控执行器32执行抛离动作。
抛落点单元集成在安装导轨上，安装导轨包括底板和连接于底板相对两侧的两个侧板，底板与航空器机体通过螺栓可拆卸连接，抛离控制器模块21、抛离无线接收模块22、抛离供电单元23均连接于两个侧板之间。
系统使能后，可接收地面遥控端发送的指令，配套的控制器从而控制执行器动作，从而实现抛落。原理示意如图1、图2、图3所示。
下面结合附图对本发明作进一步描述。本发明提供了一种航空器起落架遥控抛离装置，主要涉及如下五部分的设计：
1.无线收发模块的设计
无线收发模块包括地面无线发送模块12和抛离无线接收模块22，地面无线发送模块12用于地面主控向抛落点单元发送信号，无线收发模块选用LoRa无线传输模块，通讯接口与控制器相连，实现控制信号的无线传输，此外LoRa无线传输模块具备广播发送功能。无线遥控原理示意如下图1所示。
2.供电单元设计
供电单元包括地面供电单元13和抛离供电单元23，地面遥控端和抛落点单元均采用电池供电，用于控制器、无线收发模块、可控执行器32(抛落点单元的配备器件)等耗电设备供电。电池选用18650锂电池组，电池电量28V 6Ah以上。
3.控制器设计
控制器配备串口模块和数字量输入输出模块。控制器串口端与Lora无线终端相连，数字量输入端接使能按钮44，数字量输出端接指示灯5、继电器等，从而提供指示信号和控制可控执行器32。
控制器除了执行相应的逻辑控制功能外，还具备软件定时功能，航空器起飞前可控执行器32手动触发，用于无线失灵条件下的冗余设计，保证达到最大脱离时间后起落架等抛落。地面主控控制原理示意图如图2所示，抛离装置控制原理示意图如图3所示。
4.地面遥控端设计
地面遥控端用于地面人员操作，通过遥控装置操控，遥控器内部包括地面控制器模块11、地面供电单元13、Lora无线收发模块(即地面无线发送模块12)和按钮、指示灯5。按钮包括“触发按钮”、“全部抛离按钮41”、“单个起飞架抛离按钮42”、“自检按钮”、“使能按钮44”等。
航空器起飞后，地面遥控端按下“触发按钮”，相应的指示灯5亮起；当达到抛离条件时，若按下“全部抛离按钮41”，则航空器起飞架或其他辅助起飞装置31可控执行器32动作，起飞架及辅助起飞装置31全部抛落；若按下“单个起飞架抛离按钮42”，则相对应的航空器起飞架或辅助起飞装置31连接的可控执行器32动作，实现抛落，其它抛落点执行器不动作。地面遥控示意图如图7所示。
5.抛落点单元设计
可控执行器32为抛离装置，起飞架及抛离装置示意图如图3、图4、图5所示。抛落点单元除了包括抛离控制器模块21、抛离供电模块、Lora无线收发模块(即抛离无线接收模块22)和按钮、指示灯5，还有电信号触发的可控执行器32。按钮包括“使能按钮44”、“定时器按钮45”。起飞前，操作人员必须按下“使能按钮44”，抛离装置才能接收地面主控的控制信号；“定时器按钮45”用于软件定时使能，用于无线失灵情况下的冗余设计，也可作为延时触发抛落功能；集成的指示灯5用于指示相应的按钮动作、定时剩余时间提示，例如剩余“1/4时间”指示灯5、剩余“1/2时间”指示灯5。
抛离控制器模块21与可控执行器32之间通过两个触点继电器连接，实现冗余设计，如图3所示。
可控执行器32可选用火工品、电磁插销等。可控执行器32为插销时，插销穿过辅助起飞装置31和航空器机体，插销设有能够驱动插销移动的驱动装置，抛离控制器模块21通过控制驱动装置以使插销移动而实现抛离动作；可控执行器32为火工品时，火工品解锁装置穿过辅助起飞装置和航空器机体，抛离控制器模块通过控制火工品电点火器触发火工品，解锁抛离装置与航空器的连接从而实现抛离动作。抛离装置根据地面主控发来的控制信号，执行相关的动作，例如：全部抛离或分批次抛落。
抛离装置控制系统安装示意图如图6所示。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种航空器起飞架遥控抛离系统，其特征在于：包括地面遥控端和一个或多个抛落点单元；
地面遥控端用于相抛落点单元发送遥控信号；
抛落点单元集成于辅助起飞装置(31)，辅助起飞装置(31)通过可控执行器(32)与航空器机体可拆卸连接，抛落点单元接收遥控信号、并解析后控制可控执行器(32)执行抛离动作。
2.根据权利要求1所述的一种航空器起飞架遥控抛离系统，其特征在于：所述地面遥控端包括地面控制器模块(11)、地面无线发送模块(12)、地面供电单元(13)，地面供电单元(13)对地面控制器模块(11)和地面无线发送模块(12)供电，地面控制器模块(11)和地面无线发送模块(12)之间通过串口连接，地面控制器模块(11)集成有具有抛离功能的按钮，通过控制按钮、地面控制器模块(11)向地面无线发送模块(12)发出控制指令，地面无线发送模块(12)根据控制指令发出无线形式的遥控指令。
3.根据权利要求2所述的一种航空器起飞架遥控抛离系统，其特征在于：所述地面控制器模块(11)集成的按钮包括触发按钮、全部抛离按钮(41)、单个辅助起飞装置(31)抛离按钮、其他抛离按钮(43)。
4.根据权利要求2所述的一种航空器起飞架遥控抛离系统，其特征在于：所述抛落点单元包括抛离控制器模块(21)、抛离无线接收模块(22)、抛离供电单元(23)，抛离供电单元(23)对抛离控制器模块(21)和抛离无线接收模块(22)供电，地面控制器模块(11)和地面无线接收模块之间通过串口连接，抛离无线接收模块(22)接收地面端的遥控指令，并通过串口发送给抛离控制器模块(21)，抛离控制器模块(21)解析后控制可控执行器(32)执行抛离动作。
5.根据权利要求4所述的一种航空器起飞架遥控抛离系统，其特征在于：所述抛离控制器模块(21)集成有定时器按钮(45)，定时器按钮(45)用于用于定时使能、用于无线失灵情况下的冗余设计、用于延时触发抛落功能。
6.根据权利要求4所述的一种航空器起飞架遥控抛离系统，其特征在于：所述地面控制器模块(11)和抛离控制器模块(21)的数字量输入端均接使能按钮(44)。
7.根据权利要求4所述的一种航空器起飞架遥控抛离系统，其特征在于：所述可控执行器(32)为火工品或插销；
可控执行器(32)为插销时，插销穿过辅助起飞装置(31)和航空器机体，插销设有能够驱动插销移动的驱动装置，抛离控制器模块(21)通过控制驱动装置以使插销移动而实现抛离动作；
可控执行器(32)为火工品时，火工品解锁装置穿过辅助起飞装置(31)和航空器机体，抛离控制器模块(21)通过控制火工品电点火器触发火工品，解锁抛离装置与航空器的连接从而实现抛离动作。
8.根据权利要求1所述的一种航空器起飞架遥控抛离系统，其特征在于：所述抛落点单元集成在安装导轨上，安装导轨与航空器机体可拆卸连接。
9.根据权利要求8所述的一种航空器起飞架遥控抛离系统，其特征在于：所述安装导轨包括底板和连接于底板相对两侧的两个侧板，底板与航空器机体连接，抛离控制器模块(21)、抛离无线接收模块(22)、抛离供电单元(23)均连接于两个侧板之间。
10.根据权利要求4所述的一种航空器起飞架遥控抛离系统，其特征在于：所述地面供电单元(13)和抛离供电单元(23)均采用电池供电；
地面无线发送模块(12)和抛离无线接收模块(22)均采用LoRa无线传输模块；
地面控制器模块(11)和抛离控制器模块(21)的数字量输出端接指示灯(5)。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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