一种对称布局旋翼机上的留空气球组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及飞行器控制技术领域，特别涉及一种对称布局旋翼机上的留空气球组 件。
【背景技术】
[0002] 对称布局电动旋翼机(如4/6/8轴电动旋翼机)因其良好的飞行品质和简便的安装 方式，赢得了广大应用，如航拍，农林喷洒，电力巡线等。相比传统飞行器布局，该型旋翼机 最大的缺点就是续航时间短，有效载荷小。这是由于其结构特点决定了空气浮力小，是一个 固有劣势，也是制约其发展的瓶颈。
[0003] 相比之下，留空气球具有很大的浮力，滞空时间长，但是没有动力做水平和高度控 制。如果能结合对称布局旋翼机和留空气球，则可以利用双方的优势来弥补各自的不足。
[0004] 针对对称布局电动旋翼机续航时间短，有效载荷小的问题，本发明提供了 一种对 称布局旋翼机上的留空气球组件。旨在结合对称布局旋翼机和留空气球的优势，通过飞行 控制系统控制留空气球的充放气，实现增加有效负荷，延长续航时间。
[0005] 飞行控制系统（flight control system)，是飞行器在飞行过程中，能够对飞行器 的构形、飞行姿态和运动参数实施控制的系统。该系统可用来保证飞行器的稳定性和操纵 性、提高完成任务的能力与飞行品质、增强飞行的安全及减轻驾驶员负担。
[0006] 飞行控制系统的分类从不同角度出发有不同的分类方法。根据控制指令由驾驶员 发出，另一类是自动飞行控制系统，其控制指令是系统本身自动产生的。飞机的俯仰、滚转 和偏航控制，增升和增阻控制，人工配平，直接力控制以及其它改变飞机的构形控制（如改 变机翼后掠角、水平安定面安装角等)，飞机的一个组成部分，故也属于飞行控制系统。自动 飞行控制系统是对飞机实施自动或半自动控制，协助驾驶员工作或自动控制飞机对抗的响 应。如自动驾驶仪、发动机油门的自动控制、结构模态抑制等。
【发明内容】
[0007] 本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种安全稳定，使用方便的对称布局旋 翼机上的留空气球组件。
[0008] 本发明是通过如下技术方案实现的： 一种对称布局旋翼机上的留空气球组件，其特征在于：包括留空气球，充放气栗和储气 罐，采用模块化封装，可快速安装到各种对称布局旋翼机上，所述储气罐与充放气栗连接， 充放气栗另一头接留空气球，由电磁阀动态控制充放气。
[0009] 所述留空气球是在气象气球充气口纵轴内置一根带喇叭口的充气管，以保证气球 在没充气的状态下不会向下塌陷，覆盖飞行器旋翼，天线和其他部分。
[0010] 所述储气罐根据旋翼机重量配置，并加注氦气，所述留空气球控制与地面站之间 的通信协议，在静止悬停阶段，留空气球充气，提高浮力，降低旋翼持续功耗；在升降阶段， 留空气球放气，降低空气阻力，保持旋翼机的快速移动能力。
[0011] 所述充放气栗的电动控制接入飞行控制系统，飞行控制系统中增加一条控制指 令，即充放气栗控制通信协议。
[0012] 所述充放气栗控制通信协议为头码[1字节]，设备码[1字节]，命令码[1字节]， 数据[2字节]，校验和[1字节];头码统一为OxFA，设备码为OxDA，命令码OxEA表示放气， OxEB表不充气。数据值分高低位，统一米用16进制表不，全0表不气球全部放空，全1表不 充满气。校验和为其他所有字节和的低位字节。
[0013] 本发明的有益效果是：该对称布局旋翼机上的留空气球组件，模块化设计，可快速 安装到各种对称布局旋翼机上，还能够重复利用，多次充放气，动态控制飞行器的浮力，通 过手动/自动调节气球大小，显著增加了飞行器的滞空时间和有效载荷，有很高的应用价 值。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明对称布局旋翼机上的留空气球组件结构示意图； 图2为本发明留空气球结构示意图； 附图中，1飞行控制器，2充放气栗，3留空气球，4储气罐，5喇叭口，6气象气球，7充气 管。
【具体实施方式】
[0015] 附图为本发明的一种具体实施例，下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0016] 该对称布局旋翼机上的留空气球组件，包括留空气球3,充放气栗2和储气罐4,采 用模块化封装，可快速安装到各种对称布局旋翼机上，所述储气罐4与充放气栗2连接，充 放气栗2另一头接留空气球3,由电磁阀动态控制充放气。
[0017] 所述留空气球3是在气象气球6充气口纵轴内置一根带喇叭口 5的充气管7,以保 证气球在没充气的状态下不会向下塌陷，覆盖飞行器旋翼，天线和其他部分。
[0018] 所述储气罐4根据旋翼机重量配置，并加注氦气，所述留空气球3控制与地面站之 间的通信协议，在静止悬停阶段，留空气球3充气，提高浮力，降低旋翼持续功耗；在升降阶 段，留空气球3放气，降低空气阻力，保持旋翼机的快速移动能力。
[0019] 所述充放气栗2的电动控制接入飞行控制系统1，飞行控制系统1中增加一条控制 指令，即充放气栗控制通信协议。
[0020] 所述充放气栗控制通信协议为头码[1字节]，设备码[1字节]，命令码[1字节]， 数据[2字节]，校验和[1字节];头码统一为OxFA，设备码为OxDA，命令码OxEA表示放气， OxEB表不充气。数据值分高低位，统一米用16进制表不，全0表不气球全部放空，全1表不 充满气。校验和为其他所有字节和的低位字节。具体充放气栗控制通信协议如表1所示。
[0021] 表1充放气栗控制通信协议
【主权项】
1. 一种对称布局旋翼机上的留空气球组件，其特征在于：包括留空气球（3)，充放气栗 (2)和储气罐（4)，采用模块化封装，可快速安装到各种对称布局旋翼机上，所述储气罐（4) 与充放气栗（2)连接，充放气栗（2)另一头接留空气球（3)，由电磁阀动态控制充放气。2. 根据权利要求1所述的对称布局旋翼机上的留空气球组件，其特征在于：所述留空 气球（3 )是在气象气球（6 )充气口纵轴内置一根带喇叭口（ 5 )的充气管（7 )，以保证气球在 没充气的状态下不会向下塌陷，覆盖飞行器旋翼，天线和其他部分。3. 根据权利要求1所述的对称布局旋翼机上的留空气球组件，其特征在于：所述储气 罐（4)根据旋翼机重量配置，并加注氦气，所述留空气球（3)控制与地面站之间的通信协 议，在静止悬停阶段，留空气球（3)充气，提高浮力，降低旋翼持续功耗；在升降阶段，留空 气球（3)放气，降低空气阻力，保持旋翼机的快速移动能力。4. 根据权利要求1所述的对称布局旋翼机上的留空气球组件，其特征在于：所述充放 气栗（2)的电动控制接入飞行控制系统，飞行控制系统中增加一条控制指令；所述充放气 栗（2)的电动控制接入飞行控制系统（1)，飞行控制系统（1)中增加一条控制指令，即充放 气栗控制通信协议。5. 根据权利要求4所述的对称布局旋翼机上的留空气球组件，其特征在于：所述充放 气栗控制通信协议为头码[1字节]，设备码[1字节]，命令码[1字节]，数据[2字节]，校 验和[1字节];头码统一为OxFA，设备码为OxDA，命令码OxEA表示放气，OxEB表示充气；数 据值分高低位，统一米用16进制表不，全0表不气球全部放空，全1表不充满气；校验和为 其他所有字节和的低位字节。
【专利摘要】本发明特别涉及一种对称布局旋翼机上的留空气球组件。该对称布局旋翼机上的留空气球组件，包括留空气球，充放气泵和储气罐，采用模块化封装，可快速安装到各种对称布局旋翼机上，所述储气罐与充放气泵连接，充放气泵另一头接留空气球，由电磁阀动态控制充放气。该对称布局旋翼机上的留空气球组件，模块化设计，可快速安装到各种对称布局旋翼机上，还能够重复利用，多次充放气，动态控制飞行器的浮力，通过手动/自动调节气球大小，显著增加了飞行器的滞空时间和有效载荷，有很高的应用价值。
【IPC分类】B64B1/50
【公开号】CN105151270
【申请号】CN201510538088
【发明人】聂品, 于治楼, 陈永强
【申请人】浪潮集团有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月28日