[發明專利]一種積木式空中組合/分離無人飛行器

在審

• 申請號: 202010628472.7
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111942584A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 李巖;鮑君波;王鋼林;張文琦;朱海濤;段辰龍;韓碩
• 申請（專利權）人: 中國航空研究院
• 主分類號: B64C39/00
• 分類號: B64C39/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

本發明公開一種積木式空中組合/分離無人飛行器，飛行器單體為左右對稱飛翼結構，具有左側翼、右側翼與對接機構；兩飛行器單體間通過兩側翼上設計的對接機構實現兩者間的對接，通過設計的鎖緊機構實現對接過程中的兩飛行器單體間的鎖緊。多個飛行器單體根據中央控制計算機發出的對接指令，同時根據預設的對接方案，進行分批對接，最終構成大展弦比飛行器。本發明多個小型飛行器能夠在升空后自主對接成為具有更高飛行效率的大展弦比飛行器，經過長時間巡航到達指定目的地后分散執行任務，解決了小型“蜂群”飛行器航程短的問題，使其兼備小型“蜂群”飛行器的靈活性以及大型飛行器的長航程，從而大幅度提升飛行器的任務多樣性及場景適應性。

技術領域

本發明設計一種飛行器，具體來說是一種以高氣動效率組合體構型巡航飛行，以機動靈活單體構型執行核心任務的可空中組合/分離的積木式無人飛行器。

背景技術

飛行器“蜂群”是指將多種任務載荷的低成本小型飛行器基于開放式體系架構進行綜合集成，以通信網絡信息為中心，以系統的群智涌現能力為核心，以平臺間的協同交互能力為基礎，以單平臺的節點作戰能力為支撐，構建具有抗毀性、低成本、功能分布化和智能特征的作戰體系?！胺淙骸币话憔哂行袨橹黧w的簡單性、組織結構的分布式和集群系統的智能化等特征，每個飛行器遵循簡單的行為規則，僅具備局部的感知、規劃和通信能力，并針對外部環境做出簡單的反饋行為，整個“蜂群”系統中不存在中心節點，通過個體間的信息交互而實時改變自身的行為模式，以適應復雜的動態環境，而且整個系統具有較強的魯棒性，不會因為某個或部分個體的故障而對整體造成影響，系統通過調整個體狀態來增強群體的生存能力，能夠通過環境反饋的狀態適應性地改變自身行為，實現策略、經驗的學習，通過良好的自組織行為和智能自主行為解決較為復雜的問題，實現較復雜的任務。

飛行器“蜂群”的典型作戰模式為利用大型陸海空平臺搭載大量飛行器，在特定區域釋放或發射，形成戰斗集群，通過自主協同和數據共享，實現飛行控制、態勢感知、目標分配和智能決策，遂行集群系統偵察、電子干擾、網絡戰、網電復合癱瘓、集群轟炸、聯動偵察打擊等作戰任務。主要分為偵察探測模式及攻擊模式。

目前采用大型載機作為載運工具，將小尺寸“蜂群”飛行器運送到作戰區域，釋放“蜂群”飛行器，飛行器單體完成核心作戰任務?！胺淙骸憋w行器可能發動自殺式的攻擊，或者完成任務后“自毀”，少有回收；正在探索研究的載機回收方式技術難度很高，技術成熟度很低。這種使用方式，一方面載機運送成本高昂，另一方面載機將長時間處于高風險區域。

不得不采用這種使用模式的原因，是現有“蜂群”飛行器自身尺寸限制了翼展、載油量等，導致其航程較短。

發明內容

為了解決上文中提到的“蜂群”小型飛行器面臨的氣動效率低、航程短的天生技術缺陷，本發明提出一種積木式空中組合/分離無人飛行器，各小型飛行器能夠自由進行組合及分散，從而達到提升氣動效率、擴展使用場景的目的。

本發明積木式空中組合/分離無人飛行器，由多個飛行器單體構成，每個飛行器單體結構相同，可自主飛行；在多個飛行器單體飛行過程中，通過飛行器單體的自主對接，構成大展弦比飛行器。

飛行器單體為左右對稱飛翼結構，具有左側翼、右側翼與對接機構；左側翼與右側翼的前緣設計為柱面凸起，后緣設計為柱面凹進，兩者間形成配合接觸面。

對接機構包括軟索、錐套、對接頭與捕獲鎖緊機構。軟索安裝于飛行器左側翼與右側翼后部的軟索艙內；軟索的對接端安裝有錐套。對接頭為可伸縮接頭，安裝于左側翼與右側翼前部。錐套內設計有捕獲鎖緊機構，對接頭插入錐套后觸發捕獲鎖緊機構，實現錐套與對接頭間的鎖緊固定。

連接鎖緊裝置，包括連接口，連接頭與連接鎖緊機構。其中，連接口開設于飛行器左側翼與右側翼后部，連接口內設計有連接鎖緊機構。連接頭為可伸縮接頭，安裝于飛行器左側翼與右側翼前部；連接口內設計有連接鎖緊機構，連接頭插入連接口后觸發連接鎖緊機構，實現連接頭與連接口間的鎖緊固定。