[發明專利]基于組合式飛行器的半自主可持續空運系統

在審

• 申請號: 201710240389.0
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107010212A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 邱成波;張永合;解放;吳文吉;王亞敏;張銘;王碩;支帥;孫煜坤
• 申請（專利權）人: 上海微小衛星工程中心
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64D1/22;B60L11/18;G08C17/02;B64F1/32
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務所(普通合伙)31312
• 代理人: 李陽

技術領域

本發明涉及飛行器設計，特別涉及基于組合式飛行器的半自主可持續空運系統。

背景技術

國際運輸是經貿合作的重要組成部分。航空運輸相對于傳統陸地、海洋運輸模式，具有運輸速度快、不受地面條件限制、高安全性、高空間跨度等優點。對于貴重商品、鮮活貨物、急需物資、精密儀器等貨物幾乎必須使用航空運輸。在新絲路上架起一條「空中絲綢之路」的重要性不言而喻。

然而，當前主流的空中運輸方式還是傳統運輸機。其作為空中絲路的載體呈現出了明顯的問題：1.依賴機場，缺乏時間和空間上的機動性；2.使用燃油，運輸成本高，不利于環保；3.運輸流量相對較小。

因此，開發一種使用清潔能源、高續航、大運輸流量的運輸飛行器在空中絲路的應用上有著重要的意義。通過建立分布式基站可實現飛行器在航線上的永久續航，同時地面基站還能實時監視和保護飛行器進行運輸任務。激光無線輸能技術作為一項新能源技術能夠實現大功率、快速、無線的輸能，對飛行器快速完成緊急物資輸送的任務，在工程搶險，自然災害防治，國內外進出口商品運輸等方面有著較好的保障。

發明內容

本發明解決的問題是現有貨運飛行器運輸效率低；為解決所述問題，本發明提供基于組合式飛行器的半自主可持續空運系統。

本發明提供的基于組合式飛行器的半自主可持續空運系統包括：獨立貨艙、組合式飛行器、激光器陣列供能系統、升降機構、液壓鎖緊機構；所述獨立貨艙可固定于升降機構，并通過液壓縮緊機構與組合式飛行器組合，激光器陣列供能系統對組合式飛行器進行無線激光輸能。

進一步，所述組合式飛行器包括：旋翼系統、機身、可傾轉短艙、能量接收轉換器；所述可傾轉短艙安裝于機身，可繞機身軸線旋轉，所述旋翼系統安裝于可傾轉短艙；所述能量接收轉換器與激光器陣列供能系統配合將光能轉化為電能。

進一步，所述機身為工字形結構，四個端面各連接一個可傾轉短艙，所述可傾轉短艙可繞機身軸線轉90°。

進一步，每個所述可傾轉短艙上安裝一套旋翼系統，起飛階段旋翼系統平行地面旋轉；起飛后，可傾轉短艙可繞機身軸線轉90°，旋翼系統垂直地面旋轉。

進一步，所述機身沿軸線的截面為凹字形結構，所述獨立貨艙形狀與所述凹字形結構的缺口匹配，獨立貨艙與機身之間還安裝有油箱。

進一步，獨立貨艙采用階梯型設計，油箱安裝于臺階處，外部采用折線結構，外部材料為高強度鋁合金，內飾板用玻璃纖維制成。

進一步，獨立貨艙門采用單邊懸擺式，左邊為旋轉軸，可通過外表面的鋼筋把手配合將獨立貨艙門通過旋轉的方式打開。

進一步，激光器陣列供能系統3包含多個大功率激光器，發射激光，經過擴束器集成，通過無線傳輸的方式輸入至飛行器的能量接收轉換器，所述能量接收轉換器為砷化鎵激光接收板。

進一步，所述升降機構采用單叉式叉型升降機構，置于基站的跑道下方，對獨立貨艙進行接收和升降，所述升降機波包括支撐板、導軌、滑動塊、連接軸、叉桿、活塞桿、套桿、旋轉軸、底板；套桿一端與活塞桿共軸連接，另一端鉸接在底板上，一組叉桿首尾用一組連接軸連接，連接軸鉸接在滑動塊上，另一組叉桿首尾分別于支撐板和底板鉸接，兩組叉桿的中部通過旋轉軸連接，實現叉桿的相對轉動；滑動塊與導軌連接，導軌與支撐板固連；通過驅動活塞桿與套桿的相對滑行，聯動叉桿繞旋轉軸運動，控制支撐板4a)的上下運動。

本發明的優點包括：

采用激光供電，能源清潔環保，且可以降低飛行器的負重。

機身與貨艙采用組合式結構，載卸貨方便且減輕空載時機重。貨艙材料采用鋁合金和玻璃纖維的復合設計，起到防電、耐熱、抗腐蝕的作用。機翼外端部連接可傾轉的短艙，在不同飛況下，通過改變短艙傾角可大大提升飛行器的起落能力和飛行的效率。采用燃油和電能的混合動力能源，通過遠距離的激光寬束進行能量的輸入，能量接收轉換器處于飛行器尾部，能實現光電的轉換。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的空運系統的組合式飛行器的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的空運系統的獨立貨艙三維視圖；

圖3為本發明實施例提供的空運系統的激光陣列功能系統示意圖；

圖4為本發明實施例提供的空運系統的單叉式叉型升降機構三維爆炸視圖；

圖5為本發明實施例提供的空運系統的液壓鎖緊機構三維爆炸視圖；

圖6為本發明實施例提供的空運系統的液壓鎖緊機構處于非鎖緊狀態時的三維視圖；