一种组合飞行器及其起降方式的制作方法

一种组合飞行器及其起降方式，属于航空技术领域，尤其涉及一种组合飞行器。

背景技术：

传统的航空飞行器可分为固定翼飞机、直升机和多旋翼飞行器。其中，固定翼飞机飞行速度快，机动性高，飞行半径大，安全性能系数高，但是由于自身的局限性，对起飞降落的条件要求苛刻，固定翼飞机的起飞降落必须要有足够长的跑道。直升机可以垂直起降，但是构造复杂，且对于直升机驾驶员的培养耗费较大，对驾驶员的驾驶技术要求高。多旋翼飞行器可以垂直起降，且操作简单，可操作性强，能进入一些狭隘地域作业，但是，多旋翼飞行器飞行半径小，续航能力低，多用于航拍、监控领域，适用范围小，更为严重的问题是，安全稳定性低，由于多旋翼是多轴多电机协同工作，只要其中一个电机发生故障，在空中势必造成不可挽救的事故。而固定翼飞机与多旋翼飞行器相结合，在空中飞行时多旋翼飞行器结构成为固定翼飞机的累赘，甚至对固定翼飞机的性能产生影响。

技术实现要素：

本发明方案是为了针对上述航空飞行器的不足，发明一种可以垂直起降的组合飞行器及其起降方式，建立空中跑道。

一种组合飞行器，包括固定翼飞机、扳手式连接装置、多旋翼飞行器、通信系统和雷达校准仪。雷达校准仪包括第一雷达和第二雷达。扳手式连接装置包括第二电机、第二控制器、传感器、卡板、螺丝轴、圆螺母和承台；扳手式连接装置以一定倾斜角固定在多旋翼飞行器上面，扳手连接装置高于旋翼；卡板垂直连接扳手连接装置，平行于承台，卡板设有卡槽，可以上下移动；卡板与承台之间为工作卡口；传感器置于扳手式连接装置内，在卡板和承台之间；第二控制器置于扳手式连接装置内，传感器与第二控制器连接，用于检测l支脚是否完全进入卡板与承台之间的卡口；第二电机置于扳手式连接装置内，第二电机转轴连接螺丝轴，螺丝轴上端连接可以活动的圆螺母；圆螺母置于卡板内，当第二电机带动螺丝轴转动时，卡板可以上下移动。第二电机连接第二控制器。固定翼飞机包括l支脚、第一电机、第一控制器、通信系统和电池；l支脚安装于固定翼飞机重心下方，与固定翼飞机成一定角度；通信系统置于固定翼飞机前部，用于固定翼飞机与多旋翼飞行器以及第二控制器之间的通信。第一电机连接第一控制器；电池为通信系统、第一控制器和第一电机供电；l支脚放置槽用于放置收缩回来的l支脚。雷达校准仪包括第一雷达和第二雷达；第一雷达安装于l支脚上，第二雷达安装于扳手式连接装置上端，第一雷达和第二雷达相对应；第一雷达用于发射信号，第二雷达用于检测第一雷达发射的信号，并对第一雷达的位置进行锁定。

所述的l支脚为可伸缩结构，正面为栏栅结构，目的是为了减少空气阻力第一电机置于固定翼飞机内，连接l支脚，用于控制l支脚的伸缩；

所述的承台为直角三角形固定在扳手式连接装置上。

所述组合飞行器起降方式如下：固定翼飞机需要起飞时，多旋翼飞行器停放于地面，通过吊车或者其他起重设备将固定翼飞机固定在扳手式连接装置上卡板与承台之间的工作卡口中，此时，第二控制器控制第二电机工作，通过螺丝轴的转动，卡板合拢，将l支脚夹紧；然后，第二控制器控制多旋翼飞行器启动，垂直升空，到达起飞高度后，启动固定翼发动机，多旋翼飞行器和固定翼飞机一起向前水平加速飞行，当固定翼飞机的速度达到起飞速度后，第二控制器控制第二电机反向旋转，松开卡板，然后第二控制器控制多旋翼飞行器降速，此时，固定翼飞机不减速向前飞行，由于这个速度已到达起飞速度，固定翼飞机在脱离扳手式连接装置后将继续飞行；然后，第一控制器控制第一电机收回l支脚置于l支脚放置槽中；多旋翼飞行器与固定翼飞机脱离后，第二控制器控制多旋翼飞行器自动返回地面。

当固定翼飞机需要降落时，第一控制器控制固定翼飞机的通信系统发送降落请求信号，地面的多旋翼飞行器接收到降落请求信号后，第二控制器根据降落请求信号内容启动多旋翼飞行器，多旋翼飞行器升空并飞向固定翼飞机靠近，进入对接范围，第二控制器控制多旋翼飞行器与固定翼飞机保持速度相同且同向飞行；第一控制器控制第一雷达发射信号，同时，第一控制器控制第一电机放下l支脚；第二控制器控制第二雷达检测第一雷达的位置并进行锁定，当两个雷达的位置完全校准后，第二控制器控制多旋翼飞行器使扳手式连接装置从后方靠近l支脚；当l支脚完全完全进入卡板与承台之间的工作卡口后，第二控制器控制第二电机工作，卡板压紧l支脚，将固定翼飞机与多旋翼飞行器连成一体；然后，第一控制器控制固定翼飞机熄火，由第二控制器控制多旋翼飞行器自动返回地面。

本发明能利用多旋翼飞行器优点，使多旋翼飞行器与飞机组合，为飞机的降落制造一个空中跑道、让飞机也能在平台上降落，减少了飞机所需跑道的建设，有利于固定翼飞机的普及。

附图说明

图1是扳手连接装置示意图；图2是扳手连接装置正视示意图；图3是卡板示意图；图4是组合飞行器示意图。

图中，1-扳手式连接装置，2-l支脚，11-承台，12-第二控制器，13-第二电机，14-第二雷达，15-第一雷达，16-螺丝轴，17-卡板，18-传感器，31-圆螺母，32-卡槽，3-多旋翼飞行器，4-固定翼飞机，41-第一电机，42-第一控制器，43-卡板收回槽，44-通信系统，45-电池。

具体实施方式

现结合附图对本发明加以具体说明，一种组合飞行器，包括固定翼飞机4、扳手式连接装置1、多旋翼飞行器3、通信系统44和雷达校准仪；雷达校准仪包括第一雷达15和第二雷达14。

所述扳手式连接装置1包括第二电机13、第二控制器12、传感器18、卡板17、螺丝轴16、圆螺母31和承台11；扳手式连接装置1垂直安装在多旋翼飞行器3上面，扳手连接装置1高于旋翼；承台11为直角三角形固定在扳手式连接装置1上，卡板17垂直连接扳手连接装置1，平行于承台11，卡板17设有卡槽32，可以上下移动；卡板17与承台11之间为工作卡口；传感器18置于扳手式连接装置1内，在卡板17和承台11之间。第二控制器12置于扳手式连接装置11内，传感器18与第二控制器12连接，用于检测l支脚2是否完全进入卡板17与承台11之间的工作卡口；第二电机13置于扳手式连接装置1内，第二电机13转轴连接螺丝轴16，螺丝轴16上端连接可以活动的圆螺母31；圆螺母31置于卡板17内，当第二电机13带动螺丝轴16转动时，卡板17可以上下移动；第二电机13连接第二控制器12。

所述固定翼飞机4包括l支脚2、第一电机41、第一控制器42、l支脚放置槽43、通信系统44和电池45；l支脚2安装于固定翼飞机4重心下方，与固定翼飞机4成一定角度，l支脚2为可伸缩结构，正面为栏栅结构，目的是为了减少空气阻力；第一电机41置于固定翼飞机4内，连接l支脚2，用于控制l支脚2的伸缩；通信系统44置于固定翼飞机4前部，用于固定翼飞机4与多旋翼飞行器3以及第二控制器12之间的通信；第一电机41连接第一控制器42；电池45为通信系统44、第一控制器42和第一电机41供电；l支脚放置槽43用于放置收缩回来的l支脚2。

所述雷达校准仪包括第一雷达15和第二雷达14；第一雷达15安装于l支脚2上，第二雷达14安装于扳手式连接装置1上端，第一雷达15和第二雷达14相对应；第一雷达15用于发射信号，第二雷达14用于检测第一雷达15发射的信号，并对第一雷达15的位置进行锁定。

通信系统44用于固定翼飞机4和多旋翼飞行器3之间的通信，以及第一控制器42与第二控制器12之间工作通信。

一种组合飞行器起降方式：起飞过程：多旋翼飞行器3停放于地面，通过吊车或者其他起重设备将固定翼飞机4固定在扳手式连接装置1上，此时，第二控制器12控制第二电机13工作，通过螺丝轴16的转动，卡板17合拢，将l支脚2夹紧；然后，第二控制器12控制多旋翼飞行器3启动，垂直升空，到达起飞高度后，启动固定翼飞机发动机，多旋翼飞行器3和固定翼飞机4一起向前加速飞行，当固定翼飞机4的速度达到起飞速度后，第二控制器12控制第二电机13反向旋转，松开卡板17，然后第二控制器12控制多旋翼飞行器3降速，此时，固定翼飞机4不减速向前飞行，由于这个速度已到达起飞速度，固定翼飞机4在脱离扳手式连接装置1后将继续飞行；然后，第一控制器42控制第一电机41收回l支脚2置于l支脚放置槽43中。多旋翼飞行器3与固定翼飞机4脱离后，第二控制器12控制多旋翼飞行器3自动返回地面。

降落过程：当固定翼飞机4需要降落时，第一控制器42控制固定翼飞机4的通信系统44发送降落请求信号，地面的多旋翼飞行器3接收到降落请求信号后，第二控制器12根据降落请求信号内容启动多旋翼飞行器3，多旋翼飞行器3升空并向固定翼飞机4靠近，进入对接范围，第二控制器12控制多旋翼飞行器3与固定翼飞机4保持速度相同且同向飞行；第一控制器42控制第一雷达发15射信号，同时，第一控制器42控制第一电机41放下l支脚2；第二控制器12控制第二雷达14检测第一雷达15的位置并进行锁定，当两个雷达的位置完全校准后，第二控制器14控制多旋翼飞行器4使扳手式连接装置1从后方靠近l支脚2；当l支脚2完全进入卡板17与承台11之间的工作卡口后，第二控制器12控制第二电机13工作，卡板17压紧l支脚2，将固定翼飞机4与多旋翼飞行器3连成一体；然后，第一控制器42控制固定翼飞机4熄火，由第二控制器12控制多旋翼飞行器3自动返回地面。

本发明的组合飞行器及其起降方式，起降方式不受场地限制，可以实现固定翼飞机垂直起降。