[發(fā)明專利]一種具有雙偏航控制系統(tǒng)的垂直起降無人機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380076683.2
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN105263800A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 他翁·笠間
• 申請（專利權(quán)）人: 國防科技研究院（公共組織）;泰國皇家海軍;賽瑞企業(yè)有限公司;卡薩馬直升機有限公司
• 主分類號: B64C27/82
• 分類號: B64C27/82;B64C29/00;B64C39/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 程鋼

本發(fā)明的內(nèi)容及目的

本發(fā)明是一種適于軍用和民用的具有雙偏航控制系統(tǒng)(TYCS)的無人機或垂直起降無人機(VTOLUAV)。垂直起降無人機使用噴射發(fā)動機或活塞發(fā)動機作為主動機，其構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)的一部分。電能被通過牙輪皮帶傳輸?shù)綔p速箱，以便將運動改變成水平方向，以驅(qū)動主旋翼槳葉，從而對飛機進行提升以做上下運動。除此之外，為軍事行動目的或其他任務(wù)需要，垂直起降無人機配備有輔助設(shè)備。具有雙偏航控制系統(tǒng)的垂直起降無人機受控于無線電信號或稱為“飛行控制系統(tǒng)”的電子裝置，其能夠控制飛機自動起飛和降落以及在預(yù)設(shè)航線上飛行，因此該無人機不但容易使用，而且飛行的安全性很高。

本發(fā)明的目的是開發(fā)一種軍用和民用的具有雙偏航控制系統(tǒng)的無人機或垂直起降無人機。所述飛機能夠不依靠飛機場進行垂直起飛和降落。為了靈活性和安全運行，可以選擇外部操作員利用無線電信號進行手動飛行控制模式操作，以及一種自動或半自動的飛行控制系統(tǒng)。

發(fā)明涉及的技術(shù)

機械工程(飛機結(jié)構(gòu)、電力傳輸、發(fā)動機)

空氣動力學(xué)工程(主旋翼、尾部螺旋槳、和直升機飛機設(shè)計)

背景技術(shù)

在與安全相關(guān)的工作中使用無人機的概念在世界范圍內(nèi)的許多國家已出現(xiàn)。為軍用和民用目的，已經(jīng)成功開發(fā)了支持各種任務(wù)的無人機。無人機或無人駕駛飛行器已被定義為“一種具有發(fā)動機和槳葉的自動推進式飛機”這種飛機上沒有飛行員，同時能夠利用機載自動飛行控制系統(tǒng)或遠(yuǎn)程飛行控制在空中自行飛行，上述機載自動飛行控制系統(tǒng)或遠(yuǎn)程飛行控制專門為該飛機前后飛行設(shè)計并可重復(fù)使用。然而，本定義并未涵蓋輕于空氣的任意飛行器，比如氣球、軟式小型飛船、齊伯林飛船、或飛艇，并且不包括導(dǎo)彈，因為其不使用氣動力將飛行器機身提升至浮于空中。這也不包括外部飛行控制操作員建造和控制的任意制導(dǎo)武器、彈道彈藥、以及RC飛機。即便所述RC飛機上沒有操作員，但是其一直受控于外部飛行控制操作員。

無人機可被粗略分為以下4種類型：(來自“泰國皇家空軍期刊”，第8卷，作者，納塔波爾·尼尤姆太)

1.續(xù)航無人機-為高海拔、遠(yuǎn)距離及高續(xù)航飛行設(shè)計，是高性能的無人機，總是被發(fā)現(xiàn)飛行在地平線以上以及超視距，所述飛機的飛行控制和傳感器與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)連接。

2.戰(zhàn)術(shù)無人機-為中海拔設(shè)計，并且在地面控制站視距范圍內(nèi)，它們必須能夠長時間運行和經(jīng)常使用。

視線鏈路用于控制所述飛機并且檢測接收信號。

3.小型無人機-人工控制移動，并且為地面控制站周圍幾公里的飛行設(shè)計，其利用視影通信，通常能夠?qū)崿F(xiàn)2-3小時的運行。

4.微型無人機-非常便攜，平均尺寸不超過6英寸，使其檢測更為困難，從而能夠受控進入小區(qū)域，比如較大飛行器無法進入的建筑物開放窗口。

另一種與無人機類似的飛機類型為遙控飛行器(RPV)。遙控飛行器是沒有操作員的飛機，但是其能夠被通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。遙控飛行器一般為可回收設(shè)計，并且最初是遙控飛機的大型形式。遙控飛行器已在軍隊中使用多年，比如遙控駕駛無人機、測試飛機、以及偵察機。

垂直起降無人機能夠主要分為以下2類：

1.常規(guī)直升機

這是常規(guī)直升機的變型，從而其能夠使用自動飛行控制自行飛行。在此，只討論現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)和商業(yè)化的垂直起降無人機，比如：

雅馬哈R-MAX是有史以來最先進的商用直升機(垂直起降無人機)。1983年，雅瑪哈公司接到日本農(nóng)林水產(chǎn)省中林業(yè)和漁業(yè)部門的研究要求之后，開始發(fā)展無人直升機用于農(nóng)田化肥播撒，比如稻田化肥散播和農(nóng)藥散播，從而取代人工。

雅瑪哈R-MAX的規(guī)格

西貝爾公司(Schiebel)的“坎姆考普特”(CAMCOPTER)S-100是一種主要用于軍事的中等操作范圍及中程垂直起降無人機。其規(guī)格如表2所示。

西貝爾(Sclliebel)公司“坎姆考普特”(CAMCOPTER)的規(guī)格

2.垂直起降無人機的其它類型

目前，許多垂直起降無人機已經(jīng)使用不同的概念進行設(shè)計，一些仍然處于開發(fā)階段，而其它則沒有正式商業(yè)化，比如：

尾旋翼和機尾