背负式固定翼飞行器垂直起飞辅助系统的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，特别是涉及一种背负式固定翼飞行器垂直起飞辅助系统。

背景技术：

固定翼飞行器是利用其快速飞行时，机翼上下表面产生的压力差来获得升力，克服重力而起飞，因此其起飞时必须达到起飞速度才能升空。固定翼飞行器航程远、速度快，油耗低，一旦失去动力还有一定机会靠滑翔降低下降速度减少坠机损失。但是，固定翼飞行器存在的缺点是：需要很长的跑道才能起飞。

于是，人们开始研究固定翼飞行器的起飞辅助装置。例如，采用左右并列可轻转双旋翼技术的V-22倾转旋翼机，通过在主翼的翼稍安装两个可以倾转90度的旋翼来提供起飞时的升力和控制力矩，在平飞时，逐渐将朝上的桨盘向前倾转，产生向前的拉力，使得飞机加速，在达到一定的速度后，主翼已经可以产生足够的升力，这是升力桨盘朝前，提供牵引力，推动飞机前进，尾翼提供控制力矩，保持飞机平衡和操控。这种方式的缺点：1)垂直起飞时，机翼仍然保持水平，桨盘有一部分面积与机翼重叠，使得桨盘升力被抵消一部分，降低了桨的效率，增大了功耗；2)发动机和动力系统安装在机翼翼稍，形成了一个梢部载荷和重量很大的悬臂梁结构，使得结构非常容易发生震动，要降低震动，就必须增强结构，这样就会大大增加结构重量，同时限制主翼的展弦比；3)主翼气动效率，也就是升阻比较低。由于布局方式的限制，这种方案的主翼展弦比都比较小，也就使得整机升阻比较小，这样会增大油耗，降低航程，所以这类飞机的航程虽然比直升机大，但还是远小于同级别的常规布局飞机；4)这类飞机在采用滑行起飞方式时，由于桨叶太长，螺旋桨无法完全放到水平位置，这样会限制其滑跑方式下的最大起飞重量；5)该飞机在采用短距滑跑起飞时，若起飞速度太低，可能因尾翼无法提供足够舵效而无法起飞，这样制约了其采用短距起飞模式下的最小起飞距离和离地速度。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种背负式固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，能够在不需要较多改动现有固定翼飞行器的情况下，实现固定翼飞行器的垂直起飞。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种背负式固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，包括多轴旋翼飞行器和固定翼飞行器；

所述多轴旋翼飞行器的机身顶部具有一发射平台，所述发射平台上设有与所述固定翼飞行器的起落架滑轮相匹配的若干滑道；

所述滑道上设有至少一个可移动锁定装置，所述可移动锁定装置通过锁定起落架滑轮将所述固定翼飞行器固定在发射平台上；

所述多轴旋翼飞行器背负所述固定翼飞行器飞行至预设的速度和/或高度后，所述可移动锁定装置解除对起落架滑轮的锁定，使固定翼飞行器沿滑道脱离多轴旋翼飞行器独自飞行。

其中，所述固定翼飞行器为具有前三点式起落架的固定翼飞行器；所述滑道上设有两个可移动锁定装置，分别用于锁定固定翼飞行器靠后的两个起落架的滑轮。

优选的，与固定翼飞行器靠前的起落架滑轮对应的滑道中设有一直角挡架，所述直角挡架包括第一直角边挡板和第二直角边挡板，所述第一直角边挡板水平置于所述滑道中；所述第一直角边挡板通过一可拉伸弹性部件与所述发射平台的前端连接，同时固定翼飞行器靠前的起落架滑轮位于直角挡架中，使得所述可拉伸弹性部件处于拉伸状态；所述固定翼飞行器脱离所述多轴旋翼飞行器时，所述可拉伸弹性部件通过向前带动所述直角挡架为所述固定翼飞行器提供向前的拉动力。

其中，所述可拉伸弹性部件包括拉簧和弹性拉绳。

其中，背负时的多轴旋翼飞行器的螺旋桨与固定翼飞行器的机翼和机身均不交叠，并且多轴旋翼飞行器的螺旋桨低于固定翼飞行器的机翼的水平位置。

其中，所述多轴旋翼飞行器包括三轴旋翼飞行器、四轴旋翼飞行器、六轴旋翼飞行器以及八轴旋翼飞行器。

优选的，所述可移动锁定装置的前方具有一开口朝前的缺口，所述可移动锁定装置包括舵机和插销，所述舵机的输出轴通过一连接片与所述插销的一端铰接，所述插销的另一端穿过所述缺口，所述起落架滑轮位于所述缺口与所述插销包围的空间中。

优选的，所述滑道上设有若干螺孔，所述可移动锁定装置通过螺母、螺栓以及滑道上的螺孔与所述发射平台连接。

区别于现有技术的情况，本实用新型的有益效果是：

1)固定翼飞行器可以垂直起飞；

2)固定翼飞机上的起落架可以较传统的起落架简单化，主要只是完成伸缩和滑行的功能；

3)采用空中投放模式起飞，被投放飞机所需要的动力仅仅需要满足巡航飞行即可，使得其功率需求降低，从而减小系统重量，提高飞行器航程、航时和效率；

4)高空投放起飞，具有较大的势能，可以进一步提高飞行器的航程航时；

5)可以提高固定翼飞行器的最大起飞重量。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种背负式固定翼飞行器垂直起飞辅助系统的示意图；

图2是本实用新型实施例的直角挡架的示意图；

图3是本实用新型实施例的滑道的示意图；

图4是本实用新型实施例的可移动锁定装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1，一种背负式固定翼飞行器垂直起飞辅助系统，包括母机多轴旋翼飞行器1和子机固定翼飞行器2；多轴旋翼飞行器的机身顶部具有一发射平台10，发射平台10上设有与固定翼飞行器2的起落架滑轮20相匹配的若干滑道11；滑道11上设有至少一个可移动锁定装置(图中未示)，可移动锁定装置通过锁定起落架滑轮20将所述固定翼飞行器2固定在发射平台10上；多轴旋翼飞行器1背负固定翼飞行器2飞行至预设的速度和/或高度后，上述可移动锁定装置解除对起落架滑轮20的锁定，使固定翼飞行器2沿滑道11脱离多轴旋翼飞行器1独自飞行。

进一步的，上述固定翼飞行器2为具有前三点式起落架的固定翼飞行器，与前三点式起落架中的后面两个起落架滑轮相对应的滑道上分别设有可移动锁定装置，用于锁定固定翼飞行器靠后的起落架的滑轮。

进一步的，如图2所示，与前三点式起落架中的位置靠前的起落架滑轮对应的滑道中设有一直角挡架4，直角挡架4包括第一直角边挡板40和第二直角边挡板41，第一直角边挡板40水平置于上述位置靠前的起落架滑轮所处的滑道中；第一直角边挡板40通过一可拉伸弹性部件5与发射平台10的前端连接，同时固定翼飞行器靠前的起落架滑轮位于直角挡架4中，使得可拉伸弹性部件5处于拉伸状态；当固定翼飞行器2脱离多轴旋翼飞行器1时，可拉伸弹性部件5在恢复形变的过程中通过向前带动直角挡架4为固定翼飞行器2提供向前的拉动力。

具体的，可拉伸弹性部件5可以为拉簧，或弹性拉绳例如皮筋条。

优选的，如图4所示，上述可移动锁定装置具有一开口朝前的缺口30，可移动锁定装置还包括舵机31和插销34，舵机的输出轴32通过一连接片33与插销的一端铰接，插销的另一端穿过开口朝前的缺口，起落架滑轮位于缺口与插销包围的空间中。当母机背负子机飞行至足够的高度和/或速度后，通过舵机控制插销的运动，使缺口和插销所包围的空间从插销的一侧被打开，子机的起落架滑轮从打开的缺口向前滑出，从而子机可以滑出滑道脱离母机独自飞行。

较佳的，滑道11两侧分别设有长条形通孔，如图3所示；可移动锁定装置上可以开设2～4个螺孔，通过螺母、螺栓、螺孔以及长条形通孔使可移动锁定装置与滑道11连接。具体的，可以根据母机多轴旋翼飞行器和子机固定翼飞行器的大小和种类，沿着滑道将可移动锁定装置移动至合适的位置，然后再通过螺母、螺栓、螺孔以及长条形通孔使可移动锁定装置与滑道连接固定。

其中，背负时的多轴旋翼飞行器1的螺旋桨与固定翼飞行器2的机翼和机身均不交叠，并且多轴旋翼飞行器1的螺旋桨低于固定翼飞行器2的机翼的水平高度。

具体的，多轴旋翼飞行器1包括三轴旋翼飞行器、四轴旋翼飞行器、六轴旋翼飞行器以及八轴旋翼飞行器，图1所示为基于四轴旋翼飞行器时的实施方式。

通过上述方式，本实用新型实施例的背负式固定翼飞行器垂直起飞辅助系统使得固定翼飞机可以实现垂直起飞，可以将固定翼的起落架简单化，使得整机重量降低；另外，从特定高度例如50～3000米空中投放后，飞机无需耗费起飞爬升的能量。因此，本实用新型可以节省燃油同时能够有效降低固定翼飞机的结构重量，降低功率需求，从而有效提高其航程和航时。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。