[發明專利]無人浮空器系統

有效

• 申請號: 201410381454.8
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104139845B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 張登成;張艷華;鄭無計;張久星;屈亮;朱和銓;李靖濤;姚東野
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: B64B1/58
• 分類號: B64B1/58;B64B1/30;B64B1/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無人飛行器領域，具體涉及一種利用浮空器原理實現無人機的信息收集和通信功能的高效長航時無人浮空器系統。

背景技術

近年來，隨著無人機技術和平臺的發展，無人機逐漸向多任務方向發展，在很多領域發揮了重要和不可替代的重要作用。現有民用無人機主要集中在小型航模及小型旋翼飛行器上，因為效能有限，它們并不適合、也不能滿足現今迅速增長的民用無人機需求。

由于無人機體積和動力有限，攜帶的燃料也很有限，所以續航時間不夠理想，由此影響到無人機的核心能力，即信息收集能力。雖然也有無人機通過采用超大展弦比機翼，并在其機翼上方鋪設太陽能電池板，兼有數臺航空電機交叉工作以提供持續不斷的動力，但其能源仍然入不敷出，并且這樣的結構使得無人機的機動性受到了很大的限制。

為增加無人機的續航時間，需要盡可能減輕無人機的重量，因此飛機材料及各種機載設備就要采用大量高強度、低密度的高級復合材料。此外，無人機普遍采用先進的全電式控制系統，這些會增加無人機維護維修的難度及費用。目前無人機的采購情況明顯和其發展投入不成正比，低采購數量導致無人機的單價居高不下。因此，從整體上看無人機的效費比較低。

發明內容

為了克服技術不足，本發明提供一種無人浮空器系統，包括彈頭部1，桿體段2和推進段3，其中：

(1)彈頭部1包括形狀相同的兩片中空的殼體4和氣囊5，其中：

殼體4橫截面為半圓型，當殼體4處于拼接狀態時，通過頭部殼體連接機構15將兩片殼體4固定拼接在一起，殼體4內部的中空腔用于存放充氣前的氣囊5，當氣囊5充氣并迅速膨脹時，兩殼體4分開；兩片殼體4拼接后直徑12-16厘米，長38-42厘米，厚度0.3-0.6厘米，殼體4的材料選用耐高溫的一次性復合材料；氣囊5采用層壓材料，由靠近外部大氣的防老化層、中間膠粘層和靠近氣囊內部氦氣的阻氣層組成；

(2)桿體段2包括中空的圓柱體狀中心桿體14、三個桿體外板8、三個桿體外板連接機構9、凹槽形螺旋槳艙10、從螺旋槳艙10伸出的桿狀螺旋槳桿11、雙葉螺旋槳12和內部設備13，其中

桿體外板8與中心桿體14之間的連接是通過桿體外板8上的鎖鉤16與中心桿體14上的鎖芯17鎖定的，鎖鉤16與鎖芯17組合起來構成外板連接機構9；在無人浮空器系統未展開時，三片圓弧角度分別為120度的桿體外板8剛好覆蓋在中心桿體14上，保護螺旋槳艙10內的雙葉螺旋槳12，每個桿體外板8長度為60-80厘米，厚度為0.3-0.6厘米，桿體外板8的材料選用耐高溫的一次性復合材料；

中心桿體14的長度與桿體外板8的長度一致，三個螺旋槳艙10沿圓周方向均勻布置，每個螺旋槳艙10呈截面為長方形的槽狀，從中心桿體14凹進，在每個螺旋槳艙10內配置一個與其形狀相適應的雙葉螺旋槳12，螺旋槳艙10長30-40厘米，寬3-6厘米，深2-8厘米，螺旋槳桿11的一端與螺旋槳艙10連接，另一端與雙葉螺旋槳12固定連接，螺旋槳桿11可伸縮，每個螺旋槳桿11長6-10厘米，每個雙葉螺旋槳12直徑30-35厘米，在中心桿體14的中空內部安裝內部設備13，內部設備13包括氣體抽放系統803、控制系統804、通信系統805、機載設備系統807、高能蓄電池和高度傳感器；

其中通過緊固裝置將氣囊5的氣囊接口固連至桿體段2的上端面內側；

(3)推進段3是一個內含燃料的火箭助推器，在助推器尾部沿圓周方向均勻分布四個與無人浮空器系統軸線平行的梯形安定面，推進段3的直徑與桿體段2相同，推進段3的長度為20-40cm，其中

通過中心桿體14上的舵機18和推進段3頂部的卡槽19實現推進段3與桿體段2的卡槽連接。

在本發明的一個實施例中，頭部殼體連接機構15由鎖鉤6和鎖芯7組成，鎖鉤6和鎖芯7相向的一端可扣在一起形成扣緊的拼接配合，相反的一端分別固定連接到兩片殼體4的大約中段內壁上。

在本發明的一個實施例中，彈頭部1的兩片殼體4拼接后直徑為14厘米，長度為40厘米，厚度為0.5厘米，殼體4選用碳纖維復合材料；氣囊5的防老化層選用聚氟乙烯，阻氣層選用聚醋薄膜。

在本發明的一個實施例中，彈頭部1的兩片殼體4拼接后直徑為14厘米，長度為40厘米，厚度為0.5厘米，殼體4選用環氧樹脂復合材料；氣囊5的防老化層選用聚氟乙烯，阻氣層選用聚醋薄膜。