CN117184469A - 一种空投滑翔装置及空投系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空投滑翔装置及空投系统，该空投滑翔装置包括：舱体，呈流线型；所述舱体划分为载荷舱、制导控制舱、降落伞舱及舵机舱；机翼，设置在所述舱体上；所述机翼的左翼和右翼能够展开到与所述舱体的轴线垂直的展开位置，以及折叠到与所述舱体的轴线平行的折叠位置；所述制导控制舱与所述机翼连接；尾翼，设置在所述舱体的尾部；所述舵机舱与所述尾翼连接。空投载机到达投放区域后，释放空投滑翔装置。通过精确制导控制，空投滑翔装置可以在精确范围内快速到达指定区域上空。当滑翔至预设高度时，所述降落伞舱将内部降落伞弹出，从而能够保证空投滑翔装置稳定落入指定区域。

Description

一种空投滑翔装置及空投系统

技术领域

本发明涉及空投技术领域，具体涉及一种空投滑翔装置及空投系统。

背景技术

传统的伞降空投方式易受气候环境的影响，在恶劣天气或能见度低的情况下，要么取消投放行动，要么偏离预定着陆区，严重影响战略部署。同时，为保证投放精度，运输机往往需要降低投放高度，而在战时这种行为意味着将面临更大的防空武器威胁。

由于伞降系统的主要组成为柔性织物，受附加质量、绳索气动力系数、材料拉伸特性等多种因素的影响，其飞行动力特性较为复杂，想要开发出一套伞降精确空投系统的成本也相对较高。

因此，本发明在于提供一种空投滑翔装置及空投系统。

发明内容

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种空投滑翔装置，该空投滑翔装置包括：

舱体，呈流线型；所述舱体划分为载荷舱、制导控制舱、降落伞舱及舵机舱；机翼，设置在所述舱体上；所述机翼的左翼和右翼能够展开到与所述舱体的轴线垂直的展开位置，以及折叠到与所述舱体的轴线平行的折叠位置；所述制导控制舱与所述机翼连接；

尾翼，设置在所述舱体的尾部；所述舵机舱与所述尾翼连接。

可选地，所述机翼采用上单翼。

可选地，所述机翼的后缘设有副翼，所述副翼用以控制滚转通道。

可选地，所述左翼和所述右翼的主梁上设置有转轴，所述左翼和所述右翼的主梁均通过所述转轴与所述舱体可转动连接。

可选地，该空投滑翔装置还包括：

弹性件，所述弹性件的前端与所述主梁连接，所述弹性件的后端与所述舱体连接；在外力作用下，将所述机翼移动到所述折叠位置时，使所述弹性件处于压缩状态；在所述弹性件的弹性作用下，所述弹性件复位，所述机翼离开折叠位置，并使所述机翼处于所述展开位置。

可选地，所述弹性件为气弹簧。

可选地，该空投滑翔装置还包括：

锁紧/弹开装置，设置在所述舱体上；在所述机翼处于所述折叠位置时，所述锁紧/弹开装置与所述机翼可拆卸连接；在所述锁紧/弹开装置与所述机翼分离时，在所述弹性件的弹性作用下，所述弹性件复位，所述机翼离开所述折叠位置，并使所述机翼处于所述展开位置。

可选地，所述锁紧/弹开装置还包括：

第一卡槽，开设在所述机翼上；

第二卡槽，开设在所述舱体上；在所述机翼处于所述折叠位置时，所述第一卡槽与所述第二卡槽对应设置；

安全销，适于插入所述第一卡槽和所述第二卡槽。

可选地，该空投滑翔装置还包括：

限位件，作用在所述舱体和所述转轴上；在所述机翼处于所述展开位置时，所述限位件与所述机翼可拆卸连接；在所述限位件与所述机翼分离后，通过外力将所述机翼移动到所述折叠位置时，使所述弹性件处于压缩状态。

可选地，所述限位件包括：

限位槽，开设在所述转轴上；

限位销，通过弹簧件连接到所述舱体上；在所述机翼处于所述展开位置时，所述限位销适于插入所述限位槽中；在所述机翼离开所述展开位置时，所述限位销离开所述限位槽。

可选地，所述尾翼包括：

水平尾翼，设置在所述舱体的尾部；所述水平尾翼在靠近所述舱体的尾部一侧的后1/2部分是控制俯仰通道的俯仰舵；

垂直尾翼，沿所述舱体的轴线方向，设置在所述水平尾翼的两侧；所述垂直尾翼在靠近所述舱体的尾部一侧的后1/3部分是控制偏航通道的偏航舵。

可选地，所述降落伞舱的工作过程包括：

当滑翔至预设高度时，所述降落伞舱的控制系统发送开伞指令，所述降落伞舱内部的伞舱舵机作动，所述降落伞舱的伞舱盖自动弹开，沾附于所述伞舱盖背面的引导伞进入迎风状态，在气动作用下自动抛出，并牵引主伞系统完成拉直过程。

可选地，所述舱体还包括：

气囊缓冲装置，设置在所述舱体的底部。

可选地，所述空投滑翔装置还包括：

导航系统，采用MEMS型I NS、地磁导航以及GPS/BD双模卫星的组合导航系统。

可选地，所述制导控制舱中的制导方案拟采用修正的最优比例导引法，制导律如下：

n_y＝n_y比例+n_y重力+n_{y速度约束}；

其中，n_y比例为比例导引项，比例导引项使所述空投滑翔装置向着减小视线角的角速度方向运动，使所述空投滑翔装置的相对速度对准目标；

n_y重力为重力补偿项，重力补偿项使弹道的初始段较为平直并增大弹道的射程修正能力；

n_{y速度约束}为末端速度约束，末端速度约束采用期望速度曲线法来实现，通过期望速度随高度变化曲线将实际速度控制到所述期望速度随高度变化曲线上进行减速，其中，所述期望速度随高度变化曲线满足终端速度要求。

本发明实施例还提供了一种空投系统，该空投系统包括：

如上述任一实施例所述的空投滑翔装置；空投载机，设置有用于存放空投滑翔装置的运输舱或/和用于吊装所述空投滑翔装置的载机机翼。

可选地，在所述空投载机的机体两侧的内挂点各设置有一个挂架，所述空投滑翔装置上设置有吊耳，所述空投滑翔装置通过所述吊耳吊挂在所述挂架上，且锁紧/弹开装置同时与所述挂架连接；

所述空投滑翔装置在挂载时，所述空投滑翔装置的机翼处于折叠状态，所述挂架松开所述吊耳，投放所述空投滑翔装置后，所述锁紧/弹开装置与所述机翼分离，使所述机翼处于所述展开位置。

可选地，所述空投滑翔装置在所述运输舱内时，所述空投滑翔装置与所述运输舱的下表面之间倾斜设置，且用于发射所述空投滑翔装置的发射箱的箱盖与所述运输舱的舱门之间设置有一定夹角；

所述空投滑翔装置通过吊耳固定在所述发射箱的箱体内，且锁紧/弹开装置同时与所述发射箱的箱体连接；投放时，空投滑翔装置滑出机舱，所述空投滑翔装置与所述空投载机分离后，所述锁紧/弹开装置与所述机翼分离，使所述机翼处于所述展开位置。

可选地，所述空投载机为无人机。

可选地，该空投系统还包括：

地面设备，通过数据链与所述无人机平台以及所述空投滑翔装置通信连接。

本发明技术方案与现有技术相比，具有如下优点：

1.本发明实施例提供了一种空投滑翔装置，该空投滑翔装置包括：舱体，呈流线型；所述舱体划分为载荷舱、制导控制舱、降落伞舱及舵机舱；机翼，设置在所述舱体上；所述机翼的左翼和右翼能够展开到与所述舱体的轴线垂直的展开位置，以及折叠到与所述舱体的轴线平行的折叠位置；所述制导控制舱与所述机翼连接；尾翼，设置在所述舱体的尾部；所述舵机舱与所述尾翼连接。

如此设置，相较于传统的伞降空投而言，本发明实施例先通过空投载机到达投放区域后，释放空投滑翔装置。再通过精确制导控制，空投滑翔装置可以在精确范围内快速到达指定区域上空。当滑翔至预设高度时，所述降落伞舱将内部降落伞弹出，从而能够保证空投滑翔装置稳定落入指定区域。本发明实施例通过将精确制导控制技术与空投技术进行融合，对指定区域实现了精确空投。同时，空投滑翔装置在回收后还可以执行多次空投任务，重复使用性较高，节省了空投成本。

2.本发明实施例通过将空投滑翔装置的舱体设置为流线型，能够减小在滑翔过程中产生的空气阻力，能够大幅提高空投滑翔装置的滑翔距离以及滑翔速度，对舱体的前端采用向前收缩的形式进行修型，使其与舱体中部之间呈光滑过渡的状态，从而可以不产生附加阻力。

3.本发明实施例通过将空投滑翔装置与运输舱的下表面之间倾斜设置，在空投滑翔装置投放时，空投滑翔装置可以直接滑出运输舱，空投滑翔装置与空投载机安全分离后，空投滑翔装置的机翼由折叠状态迅速展开，此时升力系数大大增加，升阻比显著提高，能够迅速过渡至稳定飞行状态。

4.本发明实施例通过设置降落伞舱，当空投滑翔装置滑翔至开伞区域，引导伞进入迎风状态，在气动作用下自动抛出，并牵引主伞系统顺利完成拉直过程。随着降落伞张开，气动阻力增加至最大，降落伞和空投滑翔装置由减速下降逐渐过渡为匀速降落状态。

5.在空投滑翔装置平稳落地前，由于还有剩余速度，如果空投滑翔装置直接触地，瞬间冲击过载可造成舱体结构损伤或设备损毁。为尽量避免装置回收后的损坏，本发明实施例增加了气囊缓冲装置，在空投滑翔装置落地前，可以直接打开气囊缓冲装置，弹出的气囊可以将冲击过载控制在合理范围内，并在极大地程度上避免了冲击反弹现象，从而保护了设备安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例空投滑翔装置的气动布局示意图；

图2为本发明实施例空投滑翔装置的机翼展开示意图；

图3为本发明实施例空投滑翔装置的机翼折叠示意图；

图4为本发明实施例空投滑翔装置的限位件的示意图；

图5为本发明实施例空投滑翔装置在机翼折叠时的气动示意图；

图6为本发明实施例空投滑翔装置在机翼展开时的气动示意图；

图7为本发明实施例空投滑翔装置在伞降缓冲时的示意图；

图8为本发明实施例空投滑翔装置的组合导航滤波框图；

图9为本发明实施例空投系统的使用流程示意图。

附图标记：

1、舱体；2、机翼；3、副翼；4、水平尾翼；5、垂直尾翼；6、俯仰舵；7、偏航舵；8、转轴；9、主梁；10、气弹簧；11、锁紧/弹开装置；12、限位槽；13、限位销。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通工人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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

传统的伞降空投方式易受气候环境的影响，在恶劣天气或能见度低的情况下，要么取消投放行动，要么偏离预定着陆区，严重影响战略部署。同时，为保证投放精度，运输机往往需要降低投放高度，而在战时这种行为意味着将面临更大的防空武器威胁。

由于伞降系统的主要组成为柔性织物，受附加质量、绳索气动力系数、材料拉伸特性等多种因素的影响，其飞行动力特性较为复杂，想要开发出一套伞降精确空投系统的成本也相对较高。

因此，本发明在于提供一种空投滑翔装置及空投系统。

实施例1

如图1至图8所示，本发明实施例提供了一种空投滑翔装置，该空投滑翔装置包括舱体1、机翼2以及尾翼。

空投滑翔装置按照载荷舱、制导控制舱、伞舱的分舱段设计思路，采用“框架+外壳”的结构方式，既满足载荷要求又减轻自身重量。针对不同的载荷装载要求，通过配装质量质心仪，能够实现质心的快速测量及调整。

本发明实施例通过将空投滑翔装置的舱体1设置为流线型，能够减小在滑翔过程中产生的空气阻力，能够大幅提高空投滑翔装置的滑翔距离以及滑翔速度，对舱体1的前端采用向前收缩的形式进行修型，使其与舱体1中部之间呈光滑过渡的状态，从而可以不产生附加阻力。

进一步地，在本发明实施例中，机翼2设置在所述舱体1上，所述机翼2的左翼和右翼在展开时呈“一”字型。并且，所述机翼2的左翼和右翼能够进行折叠和展开，具体地，所述机翼2的左翼和右翼能够展开到与所述舱体1的轴线垂直的展开位置，以及折叠到与所述舱体1的轴线平行的折叠位置，处于折叠位置时，所述机翼2的左翼和右翼位于舱体1的上端面。并且，所述机翼2的后缘还设有副翼3，所述副翼3用以控制滚转通道。

进一步地，尾翼设置在所述舱体1的尾部，所述舵机舱与所述尾翼连接。从整体来看，尾翼呈“H”型。具体地，所述尾翼包括水平尾翼4以及垂直尾翼5，水平尾翼4设置在所述舱体1的尾部，所述水平尾翼4在靠近所述舱体1的尾部一侧的后1/2部分是控制俯仰通道的俯仰舵6。而垂直尾翼5沿所述舱体1的轴线方向，设置在所述水平尾翼4的两侧。所述垂直尾翼5在靠近所述舱体1的尾部一侧的后1/3部分是控制偏航通道的偏航舵7。

本发明实施例中的空投滑翔装置在后方安装了抗旋转的H型尾翼，在较大的攻角和侧滑角范围内能够提供防止滚转的力矩，且两端的垂尾可使水平尾翼4效率提高30％。另外，H型尾翼结构紧凑，未超出机身外包络，避免着陆可能造成的损伤，适合重复使用。

如此设置，相较于传统的伞降空投而言，本发明实施例先通过空投载机到达投放区域后，释放空投滑翔装置。再通过精确制导控制，空投滑翔装置可以在精确范围内快速到达指定区域上空。当滑翔至预设高度时，所述降落伞舱将内部降落伞弹出，从而能够保证空投滑翔装置稳定落入指定区域。本发明实施例通过将精确制导控制技术与空投技术进行融合，对指定区域实现了精确空投。同时，空投滑翔装置在回收后还可以执行多次空投任务，重复使用性较高，节省了空投成本。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，所述机翼2可以采用上单翼。这样的话，上单翼的翼面展弦比较大且可折叠，在贮存和运输时能够将机翼2折叠在舱体1的上部。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，所述左翼和所述右翼的主梁9上设置有转轴8，所述左翼和所述右翼的主梁9均通过所述转轴8与所述舱体1可转动连接。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，该空投滑翔装置还包括弹性件，所述弹性件的前端与所述主梁9连接，所述弹性件的后端与所述舱体1连接。当对左翼和右翼进行折叠时，需要在外力作用下，将所述机翼2移动到所述折叠位置，使所述弹性件处于压缩状态。也就是说，需要操作人员亲自将机翼2进行折叠，然后对弹性件进行压缩，在机翼2完成折叠后，操作人员可以使用额外的固定件将左翼和右翼固定在舱体1上。例如，可以使用电磁固定件将左翼和右翼固定在舱体1上。当对空投滑翔装置进行高空投放后，可以通过通讯信号控制电磁固定件脱离，这样的话，在所述弹性件的弹性作用下，所述弹性件复位，所述机翼2离开折叠位置进行转动，并使所述机翼2处于所述展开位置，从而实现远程展开机翼2。

当然，也可以在机翼2折叠时，气弹簧10向外的张力通过转轴8，并相对于转轴8不产生力矩，这样的话机翼2无法通过气弹簧10自行展开。也就是说，在机翼2折叠时，气弹簧10向外的张力方向以及气弹簧10和机翼2的连接点与转轴8连线的方向重合，这样的话，能够使气弹簧10向外的张力对转轴8不产生力矩，机翼2也就无法通过气弹簧10自行展开。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，所述弹性件可以为气弹簧10。气弹簧10展开时，机翼2呈展开状态，气弹簧10压缩至最大弹性量时，机翼2呈折叠状态。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，该空投滑翔装置还包括锁紧/弹开装置11，锁紧/弹开装置11设置在所述舱体1上。在所述机翼2处于所述折叠位置时，所述锁紧/弹开装置11与所述机翼2可拆卸连接。也就是说，在所述机翼2处于所述折叠位置时，锁紧/弹开装置11可以与机翼2进行连接，从而将锁紧/弹开装置11固定在所述舱体1上。在所述锁紧/弹开装置11与所述机翼2分离时，在所述弹性件的弹性作用下，所述弹性件复位，所述机翼2离开所述折叠位置，并使所述机翼2处于所述展开位置。也就是说，当想要展开机翼2时，可以直接将锁紧/弹开装置11与机翼2脱离，这样的话，可以将机翼2进行展开。

具体地，所述锁紧/弹开装置11还包括第一卡槽、第二卡槽以及安全销。在本发明实施例中，第一卡槽开设在所述机翼2上，第二卡槽开设在所述舱体1上，在所述机翼2处于所述折叠位置时，所述第一卡槽与所述第二卡槽对应设置。安全销适于插入所述第一卡槽和所述第二卡槽中。

当然，本领域技术人员可以根据实际情况选择固定件以及锁紧/弹开装置11，本实施例仅仅是对固定件以及锁紧/弹开装置11的具体类型进行举例说明，但是并不对此进行限制，能够起到相同的技术效果即可。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，该空投滑翔装置还包括限位件，作用在所述舱体1和所述转轴8上。在所述机翼2处于所述展开位置时，所述限位件与所述机翼2可拆卸连接，保证了机翼2能够一直处于展开位置，防止因风阻等因素将机翼2进行折叠，使机翼2处于稳定展开状态。在所述限位件与所述机翼2分离后，机翼2可以通过转轴8与舱体1进行转动，这样的话，在通过外力将所述机翼2移动到所述折叠位置时，能够使所述弹性件处于压缩状态。

具体地，所述限位件包括限位槽12和限位销13。限位槽12开设在所述转轴8上，限位销13通过弹簧件连接到所述舱体1上。在所述机翼2处于所述展开位置时，所述限位销13适于插入所述限位槽12中。在所述机翼2离开所述展开位置时，所述限位销13离开所述限位槽12。

在将空投滑翔装置进行空投时，由于解除了固定件或者锁紧/弹开装置11，该装置会产生一个垂直于机翼2主梁9方向的推力，使机翼2绕转轴8转动并带动气动弹簧度过死角开始工作，气弹簧10此时产生向外的推力，使机翼2向外转动。当转动到垂直于舱体1轴线时，触发了转轴8上的限位件锁定机翼2，此时机翼2展开完成。并且，在空投滑翔装置装卸货完毕需要收回滑翔翼时，首先需要手动解除滑翔翼转轴8上的限位件，再手动将滑翔翼压缩至折叠位置，待滑翔翼的第一卡槽与舱体1的第二卡槽重合时，将安全销插入，完成滑翔翼的折叠过程。

当然，本领域技术人员可以根据实际情况对限位件的类型进行改变，本实施例仅仅是对限位件的具体组成进行举例说明，但是并不对此进行限制，能够起到相同的技术效果即可。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，所述降落伞舱的工作过程包括：

当滑翔至预设高度时，所述降落伞舱的控制系统发送开伞指令，所述降落伞舱内部的伞舱舵机作动，所述降落伞舱的伞舱盖自动弹开，沾附于所述伞舱盖背面的引导伞进入迎风状态，在气动作用下自动抛出，并牵引主伞系统完成拉直过程。

本发明实施例通过设置降落伞舱，当空投滑翔装置滑翔至开伞区域，引导伞进入迎风状态，在气动作用下自动抛出，并牵引主伞系统顺利完成拉直过程。随着降落伞张开，气动阻力增加至最大，降落伞和空投滑翔装置由减速下降逐渐过渡为匀速降落状态。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，所述舱体1还包括气囊缓冲装置，气囊缓冲装置设置在所述舱体1的底部。

在空投滑翔装置平稳落地前，由于还有剩余速度，如果空投滑翔装置直接触地，瞬间冲击过载可造成舱体1结构损伤或设备损毁。为尽量避免装置回收后的损坏，本发明实施例增加了气囊缓冲装置，在空投滑翔装置落地前，可以直接打开气囊缓冲装置，弹出的气囊可以将冲击过载控制在合理范围内，并在极大地程度上避免了冲击反弹现象，从而保护了设备安全。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，空投滑翔装置使用俯仰、偏航和滚动三通道的控制，其飞行弹道分为有控滑翔弹道和无控伞降减速弹道，落点精度由有控滑翔弹道决定。

具体地，所述空投滑翔装置设置有导航系统，该导航系统采用MEMS型INS、地磁导航以及GPS/BD双模卫星的组合导航系统。导航过程中，采用磁传感器观测航向角，通过速度与位置的观测方式获得稳定的速度、位置和姿态。组合导航系统的滤波器框图如图8所示。MEMS型INS为微机电惯性导航系统。

可选地，所述制导控制舱中的制导方案拟采用修正的最优比例导引法，制导律如下：

n_y＝n_y比例+n_y重力+n_{y速度约束}；

其中，n_y比例为比例导引项，跟踪目标时，如果发现目标视线的任何旋转，比例导引项总是使所述空投滑翔装置向着减小视线角的角速度方向运动，抑制视线的旋转，使所述空投滑翔装置的相对速度对准目标。

n_y重力为重力补偿项，由于重力对弹道的转弯作用不可忽略，加入重力补偿项后，重力补偿项使弹道的初始段较为平直并增大弹道的射程修正能力。

n_{y速度约束}为末端速度约束，末端速度约束采用期望速度曲线法来实现，先设计出期望速度随高度变化曲线，再将实际速度控制到所述期望速度随高度变化曲线上进行减速，其中，所述期望速度随高度变化曲线满足终端速度要求。

三通道的控制器参数设计均采用自适应自抗扰/PID控制技术设计，进行变参数控制，以适应空投滑翔装置质量质心变化大、非线性强的特点。

空投滑翔装置内部的电气系统由制导控制一体化装置、卫导模块、锂电池、舵机、数据记录仪、空速管、数据链、开伞执行机构等组成。制导控制一体化装置可以由集成惯性器件和磁传感器组成。

实施例2

本发明实施例还提供了一种空投系统，该空投系统包括如上述任一实施例所述的空投滑翔装置以及空投载机。

空投载机设置有用于存放空投滑翔装置的运输舱和用于吊装所述空投滑翔装置的载机机翼。具体地，空投载机设置有用于存放空投滑翔装置的运输舱时，空投载机可以为适用于运输物资的无人机。空投载机设置有用于吊装所述空投滑翔装置的载机机翼时，空投载机可以为适用于执行侦查、打击任务的无人机。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，当空投载机为适用于执行侦查、打击任务的无人机时，在所述空投载机的机体两侧的内挂点各设置有一个挂架，所述空投滑翔装置上设置有吊耳，所述空投滑翔装置通过所述吊耳吊挂在所述挂架上，且锁紧/弹开装置11同时与所述挂架连接。

所述空投滑翔装置在挂载时，所述空投滑翔装置的机翼2处于折叠状态，所述挂架松开所述吊耳，投放所述空投滑翔装置后，所述锁紧/弹开装置11与所述机翼2分离，使所述机翼2处于所述展开位置，机翼2自动展开。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，空投载机为适用于运输物资的无人机时，所述空投滑翔装置可以存放在所述运输舱内。所述空投滑翔装置与所述运输舱的下表面之间倾斜设置，空投滑翔装置与机舱下表面空间可以倾斜20°。并且，用于发射所述空投滑翔装置的发射箱的箱盖与所述运输舱的舱门之间设置有一定夹角。

所述空投滑翔装置通过吊耳固定在所述发射箱的箱体内，且锁紧/弹开装置11同时与所述发射箱的箱体连接。投放时，空投滑翔装置滑出机舱，所述空投滑翔装置与所述空投载机分离后，所述锁紧/弹开装置11与所述机翼2分离，使所述机翼2处于所述展开位置。

本发明实施例通过将空投滑翔装置与运输舱的下表面之间倾斜设置，在空投滑翔装置投放时，空投滑翔装置可以直接滑出运输舱，空投滑翔装置与空投载机安全分离后，空投滑翔装置的机翼2由折叠状态迅速展开，此时升力系数大大增加，升阻比显著提高，能够迅速过渡至稳定飞行状态。

当然，本领域技术人员可以根据实际情况对空投滑翔装置的倾斜角度进行改变，本实施例仅仅是举例说明，但是并不对此进行限制，能够起到相同的技术效果即可。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，所述空投载机可以为无人机。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，该空投系统还包括地面设备。地面设备通过数据链与所述无人机平台以及所述空投滑翔装置通信连接。

本发明实施例采用的制导控制一体化装置集成了卫星导航、惯性导航、制导控制、供配电、综合管理、各软件运行等，减少了空投滑翔装置的体积、重量及功耗，也提高了系统的可靠性，降低了研制成本，缩短了研制周期。

如图9所示，空投系统的使用流程如下：

(1)地面准备阶段：空投滑翔装置完成货物装填后，加电进行设备自检和舵机检查，检查结果由数据链发送至空投载机并被转发至地面指控站，地面指控站再通过空投载机的数据链向空投滑翔装置装订目标点坐标，待装订完成且空投滑翔装置完成地面检查之后，由数据链通知地面遥控装置具备起飞条件。

(2)载机挂飞阶段：在挂飞阶段，电池将持续给空投滑翔装置供电，空投滑翔装置内部由卫星导航和惯性器件进行组合导航，并利用地磁信息修正姿态信息，载机根据目标点位置和气象条件进行航路规划，按照规划的航路进行飞行直到到达投放区域。

(3)投放阶段：空投载机到达投放区域后，给舵机功率上电，满足投放条件后，空投载机操作，完成投放，并通过数据链通知空投滑翔装置已与空投载机分离。

(4)滑翔飞行阶段：空投滑翔装置被释放后，制导控制系统作用，按照设计的飞行轨迹飞行，当到达虚拟目标点后，通过伞降降落至地面投放点的需要范围内。此过程中地面指控站可通过载机的中继数据链实时监控空投滑翔装置位置，投放点附近的人员也可通过便携式数据链终端实时查看空投滑翔装置的位置信息。

(5)落地指示阶段：空投滑翔装置落地后，在空投滑翔装置上的锂电池的电量耗尽前，通过数据链持续向外发送自身位置信息，同时空投滑翔装置自身的声光系统也会启动标示自身位置，方便投放点附近的人员快速发现目标。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (20)

1.一种空投滑翔装置，其特征在于，包括：

舱体(1)，呈流线型；所述舱体(1)划分为载荷舱、制导控制舱、降落伞舱及舵机舱；

机翼(2)，设置在所述舱体(1)上；所述机翼(2)的左翼和右翼能够展开到与所述舱体(1)的轴线垂直的展开位置，以及折叠到与所述舱体(1)的轴线平行的折叠位置；所述制导控制舱与所述机翼(2)连接；

尾翼，设置在所述舱体(1)的尾部；所述舵机舱与所述尾翼连接。

2.根据权利要求1所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述机翼(2)采用上单翼。

3.根据权利要求2所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述机翼(2)的后缘设有副翼(3)，所述副翼(3)用以控制滚转通道。

4.根据权利要求1至3任一项所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述左翼和所述右翼的主梁(9)上设置有转轴(8)，所述左翼和所述右翼的主梁(9)均通过所述转轴(8)与所述舱体(1)可转动连接。

5.根据权利要求4所述的空投滑翔装置，其特征在于，还包括：

弹性件，所述弹性件的前端与所述主梁(9)连接，所述弹性件的后端与所述舱体(1)连接；在外力作用下，将所述机翼(2)移动到所述折叠位置时，使所述弹性件处于压缩状态；在所述弹性件的弹性作用下，所述弹性件复位，所述机翼(2)离开折叠位置，并使所述机翼(2)处于所述展开位置。

6.根据权利要求5所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述弹性件为气弹簧(10)。

7.根据权利要求6所述的空投滑翔装置，其特征在于，还包括：

锁紧/弹开装置(11)，设置在所述舱体(1)上；在所述机翼(2)处于所述折叠位置时，所述锁紧/弹开装置(11)与所述机翼(2)可拆卸连接；在所述锁紧/弹开装置(11)与所述机翼(2)分离时，在所述弹性件的弹性作用下，所述弹性件复位，所述机翼(2)离开所述折叠位置，并使所述机翼(2)处于所述展开位置。

8.根据权利要求7所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述锁紧/弹开装置(11)还包括：

第一卡槽，开设在所述机翼(2)上；

第二卡槽，开设在所述舱体(1)上；在所述机翼(2)处于所述折叠位置时，所述第一卡槽与所述第二卡槽对应设置；

安全销，适于插入所述第一卡槽和所述第二卡槽。

9.根据权利要求5至8任一项所述的空投滑翔装置，其特征在于，还包括：

限位件，作用在所述舱体(1)和所述转轴(8)上；在所述机翼(2)处于所述展开位置时，所述限位件与所述机翼(2)可拆卸连接；在所述限位件与所述机翼(2)分离后，通过外力将所述机翼(2)移动到所述折叠位置时，使所述弹性件处于压缩状态。

10.根据权利要求9所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述限位件包括：

限位槽(12)，开设在所述转轴(8)上；

限位销(13)，通过弹簧件连接到所述舱体(1)上；在所述机翼(2)处于所述展开位置时，所述限位销(13)适于插入所述限位槽(12)中；在所述机翼(2)离开所述展开位置时，所述限位销(13)离开所述限位槽(12)。

11.根据权利要求5至8任一项所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述尾翼包括：

水平尾翼(4)，设置在所述舱体(1)的尾部；所述水平尾翼(4)在靠近所述舱体(1)的尾部一侧的后1/2部分是控制俯仰通道的俯仰舵(6)；

垂直尾翼(5)，沿所述舱体(1)的轴线方向，设置在所述水平尾翼(4)的两侧；所述垂直尾翼(5)在靠近所述舱体(1)的尾部一侧的后1/3部分是控制偏航通道的偏航舵(7)。

12.根据权利要求5至8任一项所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述降落伞舱的工作过程包括：

当滑翔至预设高度时，所述降落伞舱的控制系统发送开伞指令，所述降落伞舱内部的伞舱舵机作动，所述降落伞舱的伞舱盖自动弹开，沾附于所述伞舱盖背面的引导伞进入迎风状态，在气动作用下自动抛出，并牵引主伞系统完成拉直过程。

13.根据权利要求5至8任一项所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述舱体(1)还包括：

气囊缓冲装置，设置在所述舱体(1)的底部。

14.根据权利要求5至8任一项所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述空投滑翔装置还包括：

导航系统，采用MEMS型INS、地磁导航以及GPS/BD双模卫星的组合导航系统。

15.根据权利要求5至8任一项所述的空投滑翔装置，其特征在于，所述制导控制舱中的制导方案拟采用修正的最优比例导引法，制导律如下：

n_y＝n_y比例+n_y重力+n_{y速度约束}；

其中，n_y比例为比例导引项，比例导引项使所述空投滑翔装置向着减小视线角的角速度方向运动，使所述空投滑翔装置的相对速度对准目标；

n_y重力为重力补偿项，重力补偿项使弹道的初始段较为平直并增大弹道的射程修正能力；

n_{y速度约束}为末端速度约束，末端速度约束采用期望速度曲线法来实现，通过期望速度随高度变化曲线将实际速度控制到所述期望速度随高度变化曲线上进行减速，其中，所述期望速度随高度变化曲线满足终端速度要求。

16.一种空投系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至15任一项所述的空投滑翔装置；

空投载机，设置有用于存放空投滑翔装置的运输舱或/和用于吊装所述空投滑翔装置的载机机翼。

17.根据权利要求16所述的空投系统，其特征在于，

在所述空投载机的机体两侧的内挂点各设置有一个挂架，所述空投滑翔装置上设置有吊耳，所述空投滑翔装置通过所述吊耳吊挂在所述挂架上，且锁紧/弹开装置(11)同时与所述挂架连接；

所述空投滑翔装置在挂载时，所述空投滑翔装置的机翼(2)处于折叠状态，所述挂架松开所述吊耳，投放所述空投滑翔装置后，所述锁紧/弹开装置(11)与所述机翼(2)分离，使所述机翼(2)处于所述展开位置。

18.根据权利要求17所述的空投系统，其特征在于，

所述空投滑翔装置在所述运输舱内时，所述空投滑翔装置与所述运输舱的下表面之间倾斜设置，且用于发射所述空投滑翔装置的发射箱的箱盖与所述运输舱的舱门之间设置有一定夹角；

所述空投滑翔装置通过吊耳固定在所述发射箱的箱体内，且锁紧/弹开装置(11)同时与所述发射箱的箱体连接；投放时，空投滑翔装置滑出机舱，所述空投滑翔装置与所述空投载机分离后，所述锁紧/弹开装置(11)与所述机翼(2)分离，使所述机翼(2)处于所述展开位置。

19.根据权利要求16至18任一项所述的空投系统，其特征在于，所述空投载机为无人机。

20.根据权利要求19所述的空投系统，其特征在于，还包括：

地面设备，通过数据链与所述无人机平台以及所述空投滑翔装置通信连接。