[發明專利]一種基于“蟻群”作戰概念的模塊化組合涵道風扇無人機

在審

• 申請號: 202111303799.8
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN114228992A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 尹超;李憲開;何墨凡;張國輝;李佳偉;盛發家
• 申請（專利權）人: 沈陽飛機設計研究所揚州協同創新研究院有限公司
• 主分類號: B64C37/02
• 分類號: B64C37/02;B64C27/20;B64C39/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發明公開了一種基于“蟻群”作戰概念的模塊化組合涵道風扇無人機，“蟻群”作戰概念是基于“蜂群”作戰的一種創新延伸，該無人機具備功能模塊化的特征，如同“蟻群”的分工協作，單元體具備不同功能，組合體可以集成這些功能，協同作戰。飛行器單元為正多邊形結構，每個側面都具有自主對接機構；對接機構包含兩個功能：1)實現兩個單元的對接與鎖緊；2)實現單元體之間的相對旋轉運動；組合體飛行器包含推力單元與升力單元，升力單元水平對接，兩側單元體通過對接機構旋轉轉換為水平推力單元，航程和載荷大大增加。該“蟻群”無人機平臺兼具單體作戰，“蟻群”協作，“蜂群”攻擊，戰場隱蔽等戰術特點，大大豐富了“蜂群”協同作戰的內涵。

技術領域

本發明涉及一種基于“蟻群”作戰概念的模塊化組合涵道風扇無人機，屬于“蜂群”作戰概念設計及模塊化組合飛行平臺設計技術領域。

背景技術

隨著現代戰爭武器裝備不斷智能化，作戰形式也在不斷發生變化，低成本、難攔截、抗毀性強、高殺傷等特點成為新型作戰概念的發展趨勢，這使得蜂群作戰概念逐漸成為熱門。

現代軍事意義上的“蜂群戰術”，是以人工智能、大數據和網絡技術為基礎，以較大型陸上、海上和空中作戰平臺為搭載和發射平臺，以智能無人機、無人車輛、無人艦船、無人潛艇等無人作戰系統為武器，具有自主態勢感知、情報融合、目標分配、指揮控制、自適應協同和智能決策等能力，依據作戰任務和戰場態勢的變化，對戰場無人作戰系統進行自主動態編成，以整體作戰能力應對復雜、強對抗、高不確定性戰場環境的一種作戰方式。

“蜂群”作戰一般采用發射架集群發射或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，目前存在以下缺點：1)“蜂群”飛行器可能發動自殺式的攻擊，或者完成任務后“自毀”，少有能回收；2)由于蜂群無人機自身尺寸限制了其飛行性能，航程短，載彈量少；3)發射架發射蜂群無人機和大型載機運輸均需要首先到達目標作戰區域附近，風險系數高，且運送成本高昂，同時載機回收方式技術難度也很高，技術成熟度低；4)“蜂群”無人機依據單體作戰，數量取勝，相互之間沒有物理上的連接。

在同樣功率消耗下，涵道風扇較同樣直徑的孤立螺旋槳/風扇會產生更大的拉力。同時由于涵道的環括作用，其結構緊湊、氣動噪聲低、使用安全性好，因此作為一種推力或升力裝置，被廣泛應用于飛行器設計當中。例如：直升機的涵道尾槳、固定翼飛機機翼或機身內融合涵道風扇增升裝置、涵道風扇無人飛行器等。近十幾年來，由于軍事作戰模式的轉變，特別需要發展小型無人飛行器，能夠搭載偵測設備，及時獲得戰場信息，爭取信息主動權。該類無人飛行器作為偵測設備的機載平臺，往往強調的是低空、低速性能,最好能夠垂直起降和懸停。因而，幾種以涵道風扇為升力和飛行操縱裝置的無人飛行器相繼出現，例如美國的CYPHER，i-STAR，HELISPY等，其中有的已經試飛成功。

針對“蜂群”無人機單體能力受限難題，結合涵道風扇飛行器的優勢，本發展一種功能模塊化智能組合涵道風扇飛行器是很有必要的。

發明內容

“蜂群”無人機的固有性能缺陷和作戰場景單一等不足，本發明牽引出一種新型多維協同的“蟻群”無人機裝備發展理念和作戰需求：將短程無人機進行模塊化設計，各模塊進行功能性區分和組裝，使得無人機的載荷和航程大大增加，在即將到達作戰區域時可空中自由分解，具備大面積殺傷的“蜂群”攻擊能力，同時該類新型無人機還具備垂直起降、輜重運輸等其他功能，可適應于城市、叢林、沼澤等多種復雜作戰地形和作戰場景。

一種基于“蟻群”作戰概念的模塊化組合涵道風扇無人機，具備模塊化組合涵道風扇無人飛行器“蟻群”平臺設計理念，各模塊進行功能化分工，可根據作戰任務的不同性質和規模，決定組成“蟻群”的無人機種類和數量，以構建適應任務需求的體系化“蟻群”作戰能力。