[發(fā)明專利]一種浮游式空中移動(dòng)機(jī)場(chǎng)平臺(tái)搭載固定翼飛機(jī)的起降方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110832001.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113716048A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王松;駢學(xué)超;付仁皓;毛浩;謝嘉軒;趙亦涵;張楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué);北京創(chuàng)衡控制技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B64D5/00
• 分類號(hào): B64D5/00;B64D47/00;B64C27/08;B64C39/02;B64F1/02
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 易卜

本發(fā)明公開(kāi)了一種浮游式空中移動(dòng)機(jī)場(chǎng)平臺(tái)搭載固定翼飛機(jī)的起降方法，屬飛行器設(shè)計(jì)和控制領(lǐng)域，具體為：采用四旋翼飛行器的浮游式空中移動(dòng)機(jī)場(chǎng)平臺(tái)，其上搭載大面積的磁吸式對(duì)接裝置和用于引導(dǎo)跟隨的GD30差分衛(wèi)星導(dǎo)航模塊；磁吸式對(duì)接裝置用于吸附固定翼飛機(jī)下方的鐵皮；在地面段平臺(tái)搭載固定翼起飛，經(jīng)過(guò)過(guò)渡期使固定翼飛機(jī)正常飛行后，平臺(tái)脫離固定翼并返回地面；然后，當(dāng)固定翼飛機(jī)執(zhí)行完任務(wù)返航時(shí)，平臺(tái)起飛并跟隨固定翼飛機(jī)；最后，固定翼飛機(jī)逐漸減速并與平臺(tái)對(duì)接，該平臺(tái)馱著已經(jīng)關(guān)機(jī)的固定翼飛機(jī)降落到指定地點(diǎn)；對(duì)接過(guò)程通過(guò)GD30差分衛(wèi)星導(dǎo)航模塊進(jìn)行定位，本發(fā)明在任何地點(diǎn)起飛、降落固定翼飛機(jī)，部署更加靈活、機(jī)動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬飛行器設(shè)計(jì)和控制領(lǐng)域，具體是一種浮游式空中移動(dòng)機(jī)場(chǎng)平臺(tái)搭載固定翼飛機(jī)的起降方法。

背景技術(shù)

固定翼飛機(jī)簡(jiǎn)稱飛機(jī)，一般是指由動(dòng)力裝置來(lái)產(chǎn)生前進(jìn)時(shí)的推力或者拉力，由機(jī)身上的固定機(jī)翼產(chǎn)生升力，在大氣層內(nèi)飛行的重于空氣的航空器。無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱無(wú)人機(jī)，英文全稱為Unmanned Aerial Vehicle，縮寫(xiě)為UAV，是指利用無(wú)線電遙控設(shè)備及預(yù)設(shè)的程序控制裝置進(jìn)行操縱或者由機(jī)載飛控計(jì)算機(jī)完全或間歇地自主操作的不載人飛機(jī)。無(wú)人機(jī)行業(yè)進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)發(fā)展迅猛，各種類型的無(wú)人機(jī)層出不窮，被廣泛運(yùn)用于各種場(chǎng)景。其中，消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)以四旋翼無(wú)人機(jī)為主，而固定翼因其具有續(xù)航長(zhǎng)載重大的優(yōu)勢(shì)，故工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)仍以固定翼為主。

自1903年12月17日，美國(guó)的萊特兄弟試飛成功第一架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、樣子奇特的雙翼飛機(jī)——“飛行者一號(hào)”以來(lái)，固定翼飛機(jī)一直采用的是起落架滑跑起降，直到近年來(lái)出現(xiàn)的固定翼加四旋翼組的復(fù)合式無(wú)人機(jī)，才使得該種無(wú)人機(jī)可以不需要起落架滑跑僅通過(guò)旋翼組就可以進(jìn)行垂直起降，進(jìn)而在空中切換到固定翼模態(tài)。除此之外，固定翼無(wú)人機(jī)還有一些獨(dú)特的起飛和降落方式，比如彈射起飛、火箭助推起飛以及拋飛等，并采用傘降回收、天鉤回收或者運(yùn)輸機(jī)空基回收。但上述這些方式都有其固有劣勢(shì)，往往只能被迫用于某一被限制的領(lǐng)域內(nèi)。而對(duì)于艦載有人固定翼飛機(jī)或者無(wú)人固定翼飛機(jī)而言，艦船空間有限，更不可能有充足的跑道供固定翼飛機(jī)進(jìn)行滑跑起降。

傳統(tǒng)固定翼飛機(jī)需要機(jī)場(chǎng)跑道滑跑才能達(dá)到最低起飛速度，機(jī)翼產(chǎn)生大于自身重力的升力后才可以起飛。近年來(lái)興起的固定翼+四旋翼的復(fù)合式構(gòu)型飛機(jī)，通過(guò)加裝在固定翼飛機(jī)上的旋翼組來(lái)進(jìn)行垂直起飛和降落，大大減小了固定翼飛機(jī)的使用限制，獲得了廣泛的應(yīng)用。但這種方法的缺點(diǎn)也一樣十分明顯，旋翼組的加入大大增加了起飛重量，導(dǎo)致該構(gòu)型飛機(jī)的載荷重量急劇減小，也因此導(dǎo)致該構(gòu)型飛機(jī)不能做的很大，而該飛行器切換到固定翼模式后旋翼組就成為了嚴(yán)重的負(fù)累，還會(huì)導(dǎo)致空氣阻力的急劇增加。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，為了使固定翼飛機(jī)可以不使用機(jī)場(chǎng)跑道且不需要自身加裝的旋翼組就可以起飛和降落，本發(fā)明提出了一種浮游式空中移動(dòng)機(jī)場(chǎng)平臺(tái)搭載固定翼飛機(jī)的起降方法。

所述的起降方法，具體步驟如下：

步驟一、在浮游式空中移動(dòng)機(jī)場(chǎng)平臺(tái)上搭載固定翼飛機(jī)；

浮游式空中移動(dòng)機(jī)場(chǎng)平臺(tái)選用四旋翼飛行器，搭載GD30差分衛(wèi)星導(dǎo)航模塊、圖像處理模塊、磁吸式連接裝置和飛行控制與導(dǎo)航模塊；

GD30差分衛(wèi)星導(dǎo)航模塊用于獲取固定翼飛機(jī)和平臺(tái)之間的相對(duì)位姿信息；圖像處理模塊用于移動(dòng)跟隨末端制導(dǎo)；磁吸式連接裝置用于與固定翼飛機(jī)進(jìn)行對(duì)接。

固定翼飛機(jī)機(jī)身下方安裝用于和磁吸式連接裝置對(duì)接的鐵皮，以及用于標(biāo)識(shí)自身位置的二維碼；同時(shí)搭載對(duì)應(yīng)的飛控。

進(jìn)一步，平臺(tái)機(jī)身上方安裝單軸云臺(tái)，使得在縱向方向上磁吸式連接裝置始終保持水平，更加平穩(wěn)地與固定翼飛機(jī)進(jìn)行對(duì)接。

進(jìn)一步，為提升速度在平臺(tái)尾部加裝尾推電機(jī)，改裝為五軸模式。

進(jìn)一步，該平臺(tái)加裝充電樁和加油箱等工具；