CN205971844U - 固定翼飞行器垂直起飞辅助系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，包括多轴旋翼飞行器和固定翼飞行器；多轴旋翼飞行器的机身底部的中部安装有若干投放装置，固定翼飞行器的机身中部安装有若干悬挂部件；悬挂部件与投放装置以悬挂方式连接，使得固定翼飞行器挂载在多轴旋翼飞行器下方；多轴旋翼飞行器携带固定翼飞行器垂直起飞至预设的高度和速度后，投放装置释放悬挂部件，固定翼飞行器脱离多轴旋翼飞行器自主飞行。通过上述方式，本实用新型能够在不需要较多改动现有固定翼飞行器的情况下，实现固定翼飞行器的垂直起飞。

Description

固定翼飞行器垂直起飞辅助系统

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别是涉及一种固定翼飞行器垂直起飞辅助系统。

背景技术

固定翼飞行器是利用其快速飞行时，机翼上下表面产生的压力差来获得升力，克服重力而起飞，因此其起飞时必须达到起飞速度才能升空。固定翼飞行器航程远、速度快，油耗低，一旦失去动力还有一定机会靠滑翔降低下降速度减少坠机损失。但是，固定翼飞行器存在的缺点是：需要很长的跑道才能起飞。

于是，人们开始研究固定翼飞行器的起飞辅助装置。例如，通过直升机母机空中投放发射固定翼子机，但采用这种方式的缺点主要是：1)直升机的挂架一般位于机身两侧，难于挂载大型飞行器，尤其是大翼展的飞行器；2)直升机的腹部距离地面很近，起落架很短，几乎没有空间挂载其它飞行器；3)子机投放后，会受到直升机旋翼气流的强烈影响。又例如，采用左右并列可轻转双旋翼技术的V-22倾转旋翼机，通过在主翼的翼稍安装两个可以倾转90度的旋翼来提供起飞时的升力和控制力矩，在平飞时，逐渐将朝上的桨盘向前倾转，产生向前的拉力，使得飞机加速，在达到一定的速度后，主翼已经可以产生足够的升力，这是升力桨盘朝前，提供牵引力，推动飞机前进，尾翼提供控制力矩，保持飞机平衡和操控。这种方式的缺点：1)垂直起飞时，机翼仍然保持水平，桨盘有一部分面积与机翼重叠，使得桨盘升力被抵消一部分，降低了桨的效率，增大了功耗；2)发动机和动力系统安装在机翼翼稍，形成了一个梢部载荷和重量很大的悬臂梁结构，使得结构非常容易发生震动，要降低震动，就必须增强结构，这样就会大大增加结构重量，同时限制主翼的展弦比；3)主翼气动效率，也就是升阻比较低。由于布局方式的限制，这种方案的主翼展弦比都比较小，也就使得整机升阻比较小，这样会增大油耗，降低航程，所以这类飞机的航程虽然比直升机大，但还是远小于同级别的常规布局飞机；4)这类飞机在采用滑行起飞方式时，由于桨叶太长，螺旋桨无法完全放到水平位置，这样会限制其滑跑方式下的最大起飞重量；5)该飞机在采用短距滑跑起飞时，若起飞速度太低，可能因尾翼无法提供足够舵效而无法起飞，这样制约了其采用短距起飞模式下的最小起飞距离和离地速度。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，能够在不需要较多改动现有固定翼飞行器的情况下，实现固定翼飞行器的垂直起飞。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，包括多轴旋翼飞行器和固定翼飞行器；

所述多轴旋翼飞行器的机身底部的中部安装有若干投放装置，所述固定翼飞行器的机身中部安装有若干悬挂部件；

所述悬挂部件与所述投放装置以悬挂方式连接，使得所述固定翼飞行器挂载在所述多轴旋翼飞行器下方；

所述多轴旋翼飞行器携带所述固定翼飞行器垂直起飞至预设的高度和速度后，所述投放装置释放所述悬挂部件，所述固定翼飞行器脱离所述多轴旋翼飞行器自主飞行。

优选的，所述投放装置上设置有若干可移动限位机构。

优选的，固定翼飞行器上的所述悬挂部件为位置和直径均可调节的悬挂部件。

其中，挂载后的多轴旋翼飞行器的螺旋桨与固定翼飞行器的机翼和机身均不交叠。

其中，所述多轴旋翼飞行器包括三轴旋翼飞行器、四轴旋翼飞行器、六轴旋翼飞行器以及八轴旋翼飞行器。

其中，所述投放装置以及悬挂部件的数量分别为1～4个。

优选的，所述投放装置以及悬挂部件的数量相等。

优选的，所述投放装置以及悬挂部件的数量分别为2个。

其中，所述悬挂部件包括挂钩和挂环。

优选的，所述投放装置的下方具有开口朝下的缺口，所述投放装置包括舵机和吊杆，所述舵机的输出轴通过一连接片与所述吊杆的一端连接，所述吊杆的另一端水平穿过所述缺口；挂载时，所述悬挂部件悬挂在所述缺口内侧的吊杆上。

区别于现有技术的情况，本实用新型的有益效果是：

1)固定翼飞行器可以垂直起飞；

2)可以取消通常固定翼飞机上的起落架，代之于投放悬挂部件，从而可以大幅降低被投放飞机的重量；

3)采用空中投放模式起飞，被投放飞机所需要的动力仅仅需要满足巡航飞行即可，使得其功率需求降低，从而减小系统重量，提高飞行器航程、航时和效率；

4)高空投放起飞，具有较大的势能，可以进一步提高飞行器的航程航时；

5)可以提高固定翼飞行器的最大起飞重量。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种固定翼飞行器垂直起飞辅助系统的示意图；

图2是本实用新型实施例的四轴旋翼飞行器的螺旋桨与固定翼飞行器的机翼和机身的相对位置关系的示意图；

图3是本实用新型实施例的投放装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，包括多轴旋翼飞行器1和固定翼飞行器2；多轴旋翼飞行器1的机身底部的中部安装有若干投放装置3，固定翼飞行器的机身中部安装有若干悬挂部件4；悬挂部件4与投放装置3以悬挂方式连接，使得固定翼飞行器2挂载在多轴旋翼飞行器1下方；多轴旋翼飞行器1携带固定翼飞行器2垂直起飞至预设的高度和速度后，投放装置3释放悬挂部件4，固定翼飞行器2脱离多轴旋翼飞行器1自主飞行。

多轴旋翼飞行器1可以是三轴旋翼飞行器、四轴旋翼飞行器、六轴旋翼飞行器或者八轴旋翼飞行器；较佳的，多轴旋翼飞行器为四轴旋翼飞行器，如图1和图2所示。

悬挂部件4可以是挂环或者挂钩，挂环的直径大小和挂钩的承重部的直径大小可以根据固定翼飞行器2的机身大小作适应性调节；较佳地，挂环或挂钩为可拆卸挂环或可拆卸挂钩。

较佳的，投放装置3上设有若干可移动限位机构，通过该限位机构使得投放装置3的位置具有可调节性，从而可以调节母机多轴旋翼飞行器1与子机固定翼飞行器2的相对位置，使得子机的机身稳固不摇晃，并且保证母机的螺旋桨与子机的机身和机翼均不存在交叠，如图2所示，避免母机上升过程中升力受损，从而降低升空过程中的功耗。另外，子机上的悬挂部件4的位置也具有可调节性，可以选择调节限位机构进而调节投放装置的位置，或者调节悬挂部件的位置，确保子机挂载在母机上后具有最佳的有利于起飞的系统布局，以降低功耗、使子机具有精简的结构、增加航程等。

具体的，子机与母机之间悬挂连接的悬挂点的个数，即悬挂部件和投放装置的个数分别可以为1～4个，例如图1所示为2个悬挂点的系统示意图。其中，可移动限位机构的具体形式可以为滑轨或滑槽，辅以开设多个螺孔，将投放装置通过螺栓、螺帽等连接件固定在螺孔中。

较佳地，如图3所示，投放装置3的下方具有开口朝下的缺口32，投放装置3包括舵机31和吊杆33，舵机的输出轴通过一连接片与吊杆的一端连接，吊杆的另一端水平穿过上述缺口32；挂载时，悬挂部件4悬挂在缺口内侧的吊杆33上。

起飞前，将配有可拆卸挂钩或可拆卸挂环的子机手动悬挂在吊杆33上；待母机携带子机起飞到一定的高度和/或速度后，可以通过舵机31的摇臂动作控制吊杆横向运动，释放悬挂部件4，放飞子机。

通过上述方式，本实用新型实施例的固定翼飞行器垂直起飞辅助系统使得固定翼飞机可以实现垂直起飞，可以取消固定翼的起落架，使得整机重量降低；另外，从特定高度例如50～3000米空中投放后，飞机无需耗费起飞爬升的能量。因此，本实用新型可以节省燃油同时能够有效降低固定翼飞机的结构重量，降低功率需求，从而有效提高其航程和航时。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，其特征在于，包括多轴旋翼飞行器和固定翼飞行器；

所述多轴旋翼飞行器的机身底部的中部安装有若干投放装置，所述固定翼飞行器的机身中部安装有若干悬挂部件；

所述悬挂部件与所述投放装置以悬挂方式连接，使得所述固定翼飞行器挂载在所述多轴旋翼飞行器下方；

所述多轴旋翼飞行器携带所述固定翼飞行器垂直起飞至预设的高度和/或速度后，所述投放装置释放所述悬挂部件，所述固定翼飞行器脱离所述多轴旋翼飞行器自主飞行。

2.根据权利要求1所述的固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，其特征在于，所述投放装置上设置有若干可移动限位机构。

3.根据权利要求2所述的固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，其特征在于，固定翼飞行器上的所述悬挂部件为位置和直径均可调节的悬挂部件。

4.根据权利要求1～3任一所述的固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，其特征在于，挂载后的多轴旋翼飞行器的螺旋桨与固定翼飞行器的机翼和机身均不交叠。

5.根据权利要求1～3任一所述的固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，其特征在于，所述多轴旋翼飞行器包括三轴旋翼飞行器、四轴旋翼飞行器、六轴旋翼飞行器以及八轴旋翼飞行器。

6.根据权利要求2或3所述的固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，其特征在于，所述投放装置以及悬挂部件的数量分别为1～4个。

7.根据权利要求6所述的固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，其特征在于，所述投放装置以及悬挂部件的数量相等。

8.根据权利要求7所述的固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，其特征在于，所述投放装置以及悬挂部件的数量分别为2个。

9.根据权利要求1或3所述的固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，其特征在于，所述悬挂部件包括挂钩和挂环。

10.根据权利要求1所述的固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，其特征在于，所述投放装置的下方具有开口朝下的缺口，所述投放装置包括舵机和吊杆，所述舵机的输出轴通过一连接片与所述吊杆的一端连接，所述吊杆的另一端水平穿过所述缺口；挂载时，所述悬挂部件悬挂在所述缺口内侧的吊杆上。