一种应用于无人机时间域航空电磁系统的接收吊舱的制作方法

本发明涉及一种应用于无人机时间域航空电磁系统的接收吊舱，适用于固定翼无人机时间域航空电磁系统的物探测量。

背景技术：

利用无人机进行全天候时间域航空电磁探测工作在国内受到了越来越多的关注，由于不同于一般固定翼飞机的电磁探测系统，它要求有不同的发射及接收装置。测量原理如图1所示。接收吊舱的基本设计要求：保证无人机及接收吊舱气动稳定性的前提下，吊舱的横截面直径应尽量大，以提供足够的内部空间安装三分量接收线圈，分辨率与线圈匝数有关，匝数越多，分辨率越优。现有的接收吊舱搭载在有人机上，体积大，质量重，尾翼为圆形，增加了气动阻力。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种应用于无人机时间域航空电磁系统的接收吊舱，空间尺寸小、质量轻、保证稳定性的同时有效减小了吊舱气动阻力。

本发明的技术解决方案是：一种应用于无人机时间域航空电磁系统的接收吊舱，包括吊舱体、支撑杆、尾翼、三分量接收探头；

吊舱体的外形为水滴状，支撑杆连接在吊舱体的尾部，尾翼为三角形形状，六块尺寸相同的尾翼沿支撑杆周向对称布置在支撑杆尾部，且每块尾翼均有一条边与支撑杆接触，每块尾翼梢部采取光滑过渡措施；

三分量接收探头分别分布在吊舱体的顶部和左右两侧，且位于左右两侧的接收探头沿流向方向对称分布。

所述吊舱体的材料为玻璃钢蒙皮，所述玻璃钢蒙皮的拉伸、弯曲和压缩强度达到300Mpa。

所述接收吊舱长度L为1150mm，重量不超过30kg，重心位置位于吊舱体轴系X轴上距原点660mm处，拖曳轴平行于Y轴过重心，分离面在拖曳轴前20～25mm处，其中吊舱体轴系的原点位于吊舱体顶部，X轴为吊舱流向方向，Z轴为左右两侧的接收线圈连线方向，Y轴为XZ平面的法线方向，满足右手定则。

在吊舱体轴系中，吊舱体轮廓曲线由方程：Y＝4.29X-78.47X²+6.05×10²X³-1.802×10³X⁴+1.701×10³X⁵确定。

接收吊舱安装在武器挂架上时，位于最上方的两片尾翼与Z轴的夹角均为30度。

所述吊舱体的最大横截面直径为212mm。

本发明与现有技术相比的优点如下：

(1)本发明根据空气动力学特性进行外形设计，空间尺寸减小为现有有人机接收吊舱的1/3，有效降低了质量，飞行稳定性好，可以保证在无人机巡航速度下，吊舱具有良好的气动特性，保证吊舱吊挂飞行的稳定性并且减小吊舱气动阻力。

(2)本发明吊舱体1采用细长的水滴状整流外形，能够起到很好的整流效果，6片三角形尾翼增加接收吊舱飞行稳定性同时也考虑了减重，对尾翼梢部采取光滑过渡措施，以对气流进行引导从而减少气流对设备飞行稳定性的干扰，，适用于无人机挂载飞行。

附图说明

图1为应用于无人机航空电磁系统的探测原理图；

图2为本发明三维示意图；

图3为接收吊舱外形设计流程图。

具体实施方式

图1描述了应用于无人机航空电磁系统的探测原理图，实现步骤如下：1)无人机全天候起飞；2)到达固定高度后，在探测区域上空盘旋；3)通过收放系统放下接收吊舱，电磁探测系统开始工作；4)通过卷扬机收起吊舱，返航完成探测。这一过程需要接受吊舱在收放时保持飞行稳定性，因此，本发明提出一种应用于无人机时间域航空电磁系统的接收吊舱，接收吊舱外形设计流程如图3所示。对水滴状吊舱体1进行外形设计迭代，优化目标是巡航速度下阻力特性以及飞行稳定性；尾翼3周向布置符合吊舱飞行稳定性要求；支撑杆2的设计目标是吊舱操纵特性，满足配重要求。

最后设计好的接收吊舱如图2所示，包括吊舱体1、支撑杆2、尾翼3、三分量接收探头4(分别用于接收体轴系X，Y，Z三方向电磁信号)。

吊舱体1采用更加细长的水滴状整流外形，支撑杆2连接在吊舱体1的尾部，尾翼3为三角形形状，六片尺寸相同的尾翼作为安定面沿支撑杆2周向对称布置在支撑杆2尾部，且每片尾翼均有一条边与支撑杆2接触，每片尾翼梢部采取光滑过渡措施。三分量接收探头4分布在吊舱体1的顶部和左右两侧，且位于左右两侧的接收探头沿流向方向对称。探头的这种设计在亚声速巡航状态下能够有效减小探头气动阻力和保持探头飞行稳定性。

整个接收吊舱采用非金属材料制造，吊舱体1采用玻璃钢蒙皮，拉伸、弯曲和压缩强度达到300Mpa以上。

吊舱体的最大横截面直径为212mm。接收吊舱长度L为1150mm，重量不超过30kg，重心位置位于吊舱体轴系X轴上距原点660mm处，拖曳轴平行于Y轴过重心，分离面在拖曳轴前20～25mm处，其中吊舱体轴系的原点位于吊舱体1顶部，X轴为吊舱流向方向，Z轴为左右两侧的接收线圈连线方向，Y轴为XZ平面的法线方向。

接收吊舱安装在无人机武器挂架上，位于机身质心正下方。安装好后位于最上方的两片尾翼与Z轴的夹角均为30度。

在吊舱体轴系中，吊舱体轮廓曲线根据方程：Y＝4.29X-78.47X²+6.05×10²X³-1.802×10³X⁴+1.701×10³X⁵给出。

本发明根据空气动力学特性进行外形设计，空间尺寸减小为现有有人机下接收吊舱的1/3，有效降低了质量，吊舱体1采用更加细长的水滴状整流外形，能够起到很好的整流效果，6片三角形尾翼增加接收吊舱飞行稳定性同时也考虑了减重，对尾翼梢部采取光滑过渡措施，以对气流进行引导从而减少气流对设备飞行稳定性的干扰。本发明吊舱的气动外形设计可以保证在无人机巡航速度下，吊舱具有良好的气动特性，保证吊舱吊挂飞行的稳定性并且减小吊舱气动阻力。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。