[發(fā)明專利]一種無人飛行器傘降回收時的著陸緩沖裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410685736.7
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104401499A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵志建;侯大軍;劉琴;劉志擴
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B64D45/04
• 分類號: B64D45/04;B64C25/56
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 奚幼堅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人飛行器，尤其涉及一種無人飛行器傘降回收時的著陸緩沖裝置。

背景技術(shù)

傘降結(jié)合氣囊緩沖是常見的一種無人飛行器回收方式。氣囊的作用是在飛行器觸地時提供緩沖，降低碰撞地面的速度，減少觸地瞬間的沖擊，實現(xiàn)對飛行器的保護。氣囊實現(xiàn)緩沖的原理是當傘降飛行器接近地面時，處于飛行器與地面之間的氣囊受到壓迫而發(fā)生變形，在飛行器壓迫氣囊的同時，氣囊對于飛行器的反作用力，使得飛行器獲得與下降速度方向相反的加速度，從而使下降速度變小，這個過程基本符合虎克定理，飛行器下降運動的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闅饽覂?nèi)部氣體的壓縮勢能。但當飛行器下降運動的速度由于緩沖作用減小到為零時，氣囊將會出現(xiàn)反彈，對飛行器產(chǎn)生向上的作用力，將內(nèi)部氣體的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)轱w行器的動能，使飛行器向上躍起，躍起的飛行器達到最高點后，在重力的作用下再次砸向地面，此時，如果飛行器姿態(tài)改變，未能以氣囊直接撞擊地面，將會出現(xiàn)嚴重的損傷。一般采用的措施是在氣囊上設(shè)置排放氣體的爆破口，當飛行器經(jīng)過緩沖，下降速度減小到零之前，利用被壓縮后升高的氣體壓力，使氣囊的爆破口破裂，將氣囊內(nèi)部的氣體壓縮勢能以排放氣體的形式進行釋放，以避免氣囊反彈。雖然采用了這種措施后避免了反彈現(xiàn)象的出現(xiàn)，但破裂以后的氣囊的緩沖作用會迅速消失，此時飛行器仍有一定的下降速度，加上離地面尚還有一定的高度，由于重力的作用下降速度會繼續(xù)增大，這樣在與地面接觸時仍有可能對飛行器產(chǎn)生一定的損傷，這就是一般氣囊不能完全實現(xiàn)理想緩沖的原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種無人飛行器傘降回收時的著陸緩沖裝置，通過改變氣囊結(jié)構(gòu)的方式，進一步提高氣囊緩沖的效率。本發(fā)明是無人機專項技術(shù)研究基金資助的項目NZ2012018《新結(jié)構(gòu)緩沖氣囊的研究》。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種無人飛行器傘降回收時的著陸緩沖裝置，包括安裝固定在無人飛行器下方的氣囊，氣囊設(shè)有充氣口，充氣口與飛行器上設(shè)置的遙控充氣設(shè)備連接，其特征在于：在每個主氣囊旁增設(shè)一個副氣囊，副氣囊與主氣囊連通，連通口處由易爆膜密封，主氣囊觸地前充滿氣體，主氣囊觸地時內(nèi)部氣壓增大，通過破裂的連通口向副氣囊充氣，形成一個組合氣囊體，主氣囊和副氣囊中，至少在其中一個氣囊上設(shè)置排氣口，排氣口處亦由易爆膜密封，組合氣囊體內(nèi)壓力進一步增大時，排氣口破裂，向環(huán)境排放氣體；

如果連通口與排氣口的易爆膜采用同樣形式和材料，則排氣口的直徑應(yīng)小于連通口，以保證連通口先于排氣口破裂。

所說副氣囊的容積小于主氣囊。

本發(fā)明的優(yōu)點及顯著效果：本發(fā)明在現(xiàn)有單個氣囊緩沖裝置的基礎(chǔ)上，增加了一個副氣囊，能夠有效提高氣囊緩沖裝置的緩沖能力。當飛行器進入傘降過程并達到穩(wěn)降狀態(tài)后，受地面遙控的充氣設(shè)備將主氣囊充滿氣體，此時副氣囊成折疊狀態(tài)。觸地時主氣囊受到擠壓并產(chǎn)生緩沖作用，內(nèi)部氣體因壓縮而壓力增大，增大的壓力到設(shè)定值時將主氣囊和副氣囊之間的連通爆破口薄膜吹破，主氣囊的部分氣體通過破裂的連通口流到副氣囊，使兩個氣囊連通合并成一個容積更大的氣囊體，副氣囊充滿后也受到機體和地面擠壓并產(chǎn)生緩沖作用，內(nèi)部氣體壓力增大，并將副氣囊排氣爆破口吹破，所有內(nèi)部氣體將排放到周圍環(huán)境中。飛行器在壓縮氣囊時受到反作用力而得以緩沖，經(jīng)過緩沖后下降速度已經(jīng)很小的飛行器接觸地面可安全著陸。在不增加氣體供給的情況下，用增加一個副氣囊的方式，讓主氣囊的排放氣體來充填副氣囊，由此來提升緩沖效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明氣囊緩沖裝置的總體外形示意圖；

圖2為本發(fā)明主氣囊的外形示意圖；

圖3為本發(fā)明副氣囊的外形示意圖；

圖4為本發(fā)明連通爆破口和排放爆破口的分解示意圖；

圖5為本發(fā)明主氣囊充氣示意圖；

圖6為本發(fā)明飛行器觸地后副氣囊充氣示意圖；

圖7為本發(fā)明副氣囊排放爆破口破裂過程示意圖。

具體實施方式