1、一种大载荷无人机地面轨道发射装置的研究 薛富利 襄阳宏伟航空器有限责任公司 摘 要： 柔翼无人机作为一种大载荷播撒无人机, 现有的起飞方式存在缺陷, 当无人机在一个固定场所进行大规模播撒作业时, 需要快速的发射多架无人机同时升空工作, 就需要一种安全、快速的起飞方式。阐述了一种高效的地面轨道发射起飞装置。关键词： 柔翼无人机; 地面轨道发射; 播撒作业; 72摘要: 柔翼无人机作为一种大载荷播撒无人机 , 现有的起飞方式 存在缺陷, 当无人机在一个固定场所进行大规模播撒作业时 , 需 要快速的发 射多架无人机同时升空工作 , 就 需要一种安全 、 快速 的起飞方式。 阐述了一种高效 的 地 面
2、轨 道发射起飞装置 。关键词:柔 翼无人机 ;地面轨 道发 射 ;播撒作业 1 概述柔翼无人机是一种大载荷无人机, 目前发射起飞方式主要依靠地面车辆拖曳起飞。但这种发射起飞方式存在以下缺陷:每架无人机须单独配备一辆牵引车, 发射起飞时将无人机固定到牵引车上, 至少要有一位驾驶员和一位操作员;起飞方向受车辆行驶方向及道路的影响, 无法随风向随时改变;当无人机在一个固定 场所进行大规模播撒作业时 , 需要快速的发射多架无人机同时升空工作, 这种发射起飞方式难以无法满足要求。 2 大载荷无人机地面轨道发射装置技术方案 2.1 设备组成“大载荷 无人机地面轨道发射装置”包括: (1) 柔翼无人机; (
3、2) 地面轨道; (3) 加速系统; (4) 自动转向装置; (5) 翼伞; (6) 吊挂带; (7) 螺旋桨; (8) 发动机; (9) 机体; (10) 起落架;11 伞绳支持架;12 锁定轨道;13 滑行轨道;14 驱动电机;15 传动带;16 锁定脱离机构;17 风速传感器;18 信号处理模块;19 伺服电机;20 主动驱动齿轮;21 被动转向齿轮。 (如图所示) 2.2 工作原理一种大载荷无人机地面轨道发射装置的研究 (襄阳宏伟航空器有限责任公司, 湖北襄阳 441022) 摘要:柔翼无人机作为一种大载荷播撒无人机, 现有的起飞方式存在缺陷, 当无人机在一个, , 全、快速的起飞方式
4、。阐述了一种高效的地面轨道发射起飞装置。关键词:柔翼无人机;地面轨道发射;播撒作业 1 概述无人机是一种大载荷无人机, 目前发射起飞方式主要依靠地面车辆拖曳起飞。但这射起飞方式存在以下缺陷:每架无人机须单独配备一辆牵引车, 发射起飞时将无人机固牵引车上, 至少要有一位驾驶员和一位操作员;起方向受车辆行驶方向及道路的影响, 随风向随时改变;当人机在一个固定场所进行大规模播撒作业时, 需要快速的发射多人机同时升空工, 这种发射起飞方式难以无法满足要求。2 大载荷无人机地面轨道发射装置技术方案 2.1 设备组成“大载荷无人机地面轨道发射装置”包括: (1) 柔翼无人机; (2) 地面轨道; (3)
5、加速系统; (4) 自动转向装置; (5) 翼伞; (6) 吊挂带; (7) 螺旋桨; (8) 发动机; (9) 机体; (10) 起落架; (11) 伞绳支持架; (12) 锁定轨道; (13) 滑行轨道; (14) 驱动电机; (15) 传动带; (16) 锁定脱离机构; (17) 风速传感器; (18) 信号处理模块; (19) 伺服电机; (20) 主动驱动齿轮; (21) 被动转向齿轮。 (如图所示) 图 1 发射装置工作示意图图2 发射装置工作示意图图 3 发射装置中的地面轨道示意图图 4 发射装置中的加速系统示意图图 1 发射装置工作示意图图 2 发射装置工作示意图摘要:柔翼无人
6、机作为一种大载荷播撒无人机, 现有的起飞方式存在缺陷, 当无人机在一个 固定场所进行大规模播撒作业时 , 需要快速的发射多架无人机同时升空工作 , 就需要一种安 全、快速的起飞方式。阐述了一种高效的地面轨道发射起飞装置。关键词:柔翼无人机;地面轨道发射;播撒作业 1 概述柔翼无人机是一种大载荷无人机, 目前发射起飞方式主要依靠地面车辆拖曳起飞。但这种发射起飞方式存在以下缺陷:每架无人机须单独配备一辆牵引车, 发射起飞时将无人机固定到牵引车上, 至少要有一位驾驶员和一位操作员;起飞方向受车辆行驶方向及道路的影响, 无法随风向随时改变;当无人机在一个固定场所进行大规模播撒作业时, 需要快速的发射多
7、架无人机同时升空工作, 这种发射起飞方式难以无法满足要求。2 大载荷无人机地面轨道发射装置技术方案 2.1 设备组成“大载荷无人机地面轨道发射装置”包括: (1) 柔翼无人机; (2) 地面轨道; (3) 加速系统; (4) 自动转向装置; (5) 翼伞; (6) 吊挂带; (7) 螺旋桨; (8) 发动机; (9) 机体; (10) 起落架; (11) 伞绳支持架; (12) 锁定轨道; (13) 滑行轨道; (14) 驱动电机; (15) 传动带; (16) 锁定脱离机构; (17) 风速传感器; (18) 信号处理模块; (19) 伺服电机; (20) 主动驱动齿轮; (21) 被动转向
8、 齿轮。 (如图所示) 图 1 发射装置工作示意图图 2 发射装置工作示意图图 3 发射装置中的地面轨道示意图图 4 发射装置中的加速系统示意图图 3 发射装置中的地面轨道示意图图 4 发射装置中的加速系统示意图绳支持架上;风速传感器实时测得风速数据 V1 和风向 1, 该数据传至信号处理模块, 即可计算得起飞发射速度 V 等于起飞空速 V2 减去实时风速 V1, 发射方向为风向 1, 若此时地面轨道的方向 2=1, 则地面轨道不动, 若此时 21, 则根据 2 和 1 的差值, 发出驱动信号使得驱动电机驱动地面轨道旋转直至 2=1;启动发动机和驱动电机, 柔翼无人机在锁定轨道上通过螺旋桨和传
9、动带进行加速, 加速至滑动轨道处, 锁定脱离机构解除锁定, 此时柔翼无人机进入滑动轨道, 继续在螺旋桨的推动下加速, 达到起飞速度 V, 则柔翼无人机离开地面轨道完成起飞;当一架柔翼无人机完成起飞后, 即可开始准备进行下一架次的起飞工作, 实现自动化、高效率的柔翼无人机发射起飞工作。3 技术方案分析该发射装置, 通过设置地面轨道和相应的加速系统, 使得无人机可以实现自动滑行和起飞, 无需牵引车和 (下转第 108 页) 图 5 发射装置中的自动转向装置示意图图 5 发射装置中的自动转向装置示意图原理无人机放置在锁定轨道的起始端, 将起落架放入锁定轨道限位槽里, 翼伞平铺在, 翼伞的伞绳搭在伞绳
10、支持架上;风速传感器实时测得风速数据 V1 和风向 1, 信号处理模块, 即可计算得起飞发射速度 V 等于起飞空速 V2 减去实时风速 V1, 将柔翼无人机放置在锁定轨道的起始端, 将起落架放入锁定轨道限位槽里, 翼伞平铺在机体的后面, 翼伞的伞绳搭在伞人工辅助;该发射装置中, 地面轨道分为相应的锁紧轨道段和滑行轨道段, 可以实现无人机分别实现辅助加速和自身动力加速两个阶段, 从而实现自动滑行和起飞;该发射装置中, 加速系统通过电机驱动传动带带动无人机加速滑行, 而且设置有锁紧脱离装置, 一方面可以有效实现自动加速滑行, 另一方面也可以完全自动实现与辅助动力系统的脱离, 实现自动起飞;该发射装
11、置可实现使柔翼无人机发射起飞完全自动完成, 全程无人和车辆参与, 大大提高发射起飞的效率和速度, 而且可实现根据风速风向随时对发射速度和发射方向进行调整。4 应用前景随着“大载荷无人机地面轨道发射装置”的产业化推进, 将会推进农业播撒、航空减灾防灾等航空产业的发展。推进发展柔翼无人机的核心技术, 扩展柔翼无人机应用范围和市场空间, 作为一种通用的地面轨道发射装置, 能够使装载不同任务设备的柔翼无人机完成导航海路航道、土地资源勘探、巡航监控长途管道等多种任务。参考文献1王一丁.无人机地面发射多构型分离过程研究D.南京航空航天大学, 2010. 2郭亮.无人机地面发射分离过程研究D.南京航空航天大学, 2008.
