[發明專利]一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統

在審

• 申請號: 202211098012.3
• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN116080911A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 車東霞;張凱;佟陽;郭有光;仲維國
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: B64D27/24
• 分類號: B64D27/24;B64U50/31
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 程何

1.一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統，其特征在于，包括一體化機身、太陽能無人機對接裝置以及位于一體化機身兩側和尾部的螺旋槳；所述太陽能無人機對接裝置用于與太陽能無人機安裝對接；所述一體化機身上設有若干功能系統，包括：

能源動力系統，包括可充放電蓄電池、電動機；以及

能源交互系統，用于對太陽能無人機上太陽電池發電量和能源動力系統中蓄電池的實時電量進行監測，根據實時情況，判斷是否對無人平臺系統進行充電；以及

信息交互系統，用于與太陽能無人機之間的姿態、位置、指令信息傳輸；以及

控制交互系統，用于接收太陽能無人機的指令控制，所述指令控制包括對接和脫離控制；以及

導航飛控系統，用于無人系統全過程自主飛行控制；以及

機載測控系統，用于無人系統的遙測、遙控、跟蹤定位和信息回傳；以及

任務系統，用于裝載各類載荷以執行對應任務；以及

電氣系統，用于無人系統機載設備間的互通互聯。

2.根據權利要求1所述的一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統，其特征在于，所述一體化機身采用蜂鳥狀飛翼外形，機身上表面采用扁平流線形。

3.根據權利要求2所述的一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統，其特征在于，所述對接裝置布置于機身前側上表面靠近頭部的位置。

4.根據權利要求1所述的一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統，其特征在于，所述螺旋槳分別布置于機身左右兩側涵道內部以及機身后側尾部。

5.根據權利要求1所述的一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統，其特征在于，所述蓄電池、導航飛控系統、機載測控系統、任務系統布置于一體化機身下側機腹內部；所述電氣系統分布于一體化機身內側。

6.根據權利要求1所述的一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統，其特征在于，所述一體化機身采用輕質碳纖維復合材料，所述太陽能無人機對接裝置采用銷釘-錐孔結構方式，同時裝設充電接口和電連接器。

7.根據權利要求1所述的一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統，其特征在于，所述控制交互系統與太陽能無人機的飛行控制系統結合，用于太陽能無人機對臨近空間持久駐留無人系統的指令控制。

8.根據權利要求1所述的一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統，其特征在于，所述信息交互系統與太陽能無人機的飛控計算機、無人系統的導航飛控系統進行模塊化結合，用于太陽能無人機與無人系統間的姿態、位置、指令信息傳輸。

9.根據權利要求1所述的一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統，其特征在于，所述能源交互系統與太陽能無人機的能源管理器集成，用于對太陽能無人機太陽電池發電量、無人系統的能源動力系統中蓄電池的實時電量進行監測，根據實際情況，判斷是否對無人系統進行充電。

10.根據權利要求1所述的一種基于太陽能無人機的臨近空間持久駐留無人系統實現的方法，其特征在于，所述

臨近空間持久駐留無人系統依附太陽能無人機起飛；

白天依附太陽能無人機飛行，利用太陽能無人機鋪設的太陽電池吸取的多余能量為臨近空間持久駐留無人系統的蓄電池充電；

當太陽能無人機高度下降至20km時，臨近空間持久駐留無人系統與太陽能無人機脫離，利用自身攜帶的蓄電池維持在20km高度巡航飛行；

當太陽能無人機再次爬升至20km高度時，臨近空間持久駐留無人系統與太陽能無人機對接，再次依附太陽能無人機為自身蓄電池進行充電，循環往復，以此實現在20km高度以上臨近空間的持久駐留；

最終，臨近空間持久駐留無人系統依附太陽能無人機著陸返航。