一种无人飞行器旋转发射装置及发射方法

摘要

本发明提供一种无人飞行器旋转发射装置，所述旋转发射装置包括发射装置基座、旋转立柱、悬臂梁、和发射挂架。解决目前无人机在复杂陆基环境或海上舰艇等狭小空间上发射的能力痛点，极大的助推各型无人机在海上的运用。

说明书

技术领域

本发明属于无人机领域，具体涉及一种无人飞行器旋转发射装置

背景技术

发射系统是无人机的一个重要功能系统，是满足无人机机动灵活以及高生存能力等多种需求的必要技术保障。常见的无人机发射技术主要有火箭助推发射、弹射起飞、地面滑跑起飞、空中发射、手抛式发射等，主要特征就是借助外力将无人机从0速度(空中发射除外)加速到具备稳定飞行速度的过程。在这个加速过程中，通常均为直线或准直线加速过程，一般需要一定的发射场地支持，尤其是采用地面滑跑的起飞方式。

对于采用火箭助推发射、弹射起飞等，对发射场地要求简单一些，但是火箭助推要求无人机必须额为加装助推器；同样的，弹射起飞时，为了能尽快获得稳定飞行速度，通常需要无人机经受较大的发射冲击，而且发射装置要求具备弹射能源支持以及弹射能力，对无人机、发射装置均提出较高要求。

对于手抛式起飞方式，可想而知该类无人机重量受人体能力限制，通常最大不会超过10kg，严重限制无人机的应用。

随着无人机技术的蓬勃发展，大量无人机(功能、重量、尺寸大小等不同)在各个领域获得广泛应用。尤其在军事领域，无人机要求具备在复杂陆基环境或海上舰艇等狭小空间上发射的能力，同时又能简化发射保障条件(免安装助推器、降低无人机冲击过载、适应较大重量范围等，保障无人机的灵活机动部署，亟需发展新型的无人机发射技术和相应的发射装置。

发明内容

本发明的目的：提出一种无人飞行器旋转发射装置,解决目前无人机在复杂陆基环境或海上舰艇等狭小空间上发射的能力痛点，极大的助推各型无人机在海上的运用。

本发明的技术方案：一方面，提供一种无人飞行器旋转发射装置，所述旋转发射装置包括发射装置基座1、旋转立柱3、悬臂梁4、和发射挂架7；

旋转立柱3的一端转动安装于发射装置基座1，另一端与悬臂梁4连接；悬臂梁4的另一端的末端安装有发射挂架7，用于悬挂和发射无人机；

无人机动力系统启动，带动旋转立柱3和悬臂梁4旋转，当无人机的切向速度达到稳定飞行速度后，在设定的转动角位置处，发射挂架7解除对无人机的约束。

进一步地，所述旋转发射装置包括质量块5和弹性体；旋转立柱(3)的一端与悬臂梁(4)中部连接；

悬臂梁4的一端配置质量块5，质量块5沿悬臂梁4滑动；质量块5通过弹性体连接于悬臂梁4和旋转立柱3的连接部位；

悬臂梁4旋转时，质量块5沿悬臂梁4向远离无人机的一端滑动，起到动态平衡悬臂梁4和旋转立柱3构成的T型骨架因无人机8转动所受的转动惯量。

进一步地，发射装置基座1内置有阻尼器2；在无人机分离之前，阻尼器2与旋转立柱3断开连接；在无人机分离后，阻尼器2与旋转立柱3连接，刹停高速转动的旋转立柱3。

进一步地，悬臂梁4上设置有导槽，质量块5沿导槽滑动。

进一步地，弹性体为弹簧6。

进一步地，无人机重心到旋转立柱3的水平距离与质量块5在弹性体拉伸状态下距离旋转立柱3的水平距离为1：1至1：3。

进一步地，旋转立柱3为可升降结构，用于调节无人机发射起始高度，满足安全性发射要求。

另一方面，提供一种无人飞行器旋转发射方法，利用如上所述的发射装置，所述发射方法：

将无人机挂装于发射挂架7，启动无人机8动力系统；在无人机3动力系统作用下带动无人机3、悬臂梁4和旋转立柱3高速旋转；

当无人机的旋转切向速度达到稳定分离速度后，发射挂架7解除对无人机的约束，无人机3按解锁时刻的切向速度方向飞行。

进一步地，无人机感应到指定的切向加速度后，向旋转发射装置发出弹架分离指令，旋转发射装置响应指令后，无人机分离。

本发明的优点：

采用本发明提出的发射方法和发射装置，无人机无需额外加装助推器、滑跑装置等附加设备，减少无人机保障性要求；发射过程中过载小，无需经受大的弹射冲击；

由于无人机发射采用旋转方案，对发射空间要求小，极易在舰船和复杂的陆基环境下的狭小空间部署运用；可以满足不同的发射高度及安全性要求；

发射时，仅当无人机旋转切向速度达到稳定飞行速度要求时方解除无人机的约束，因此该方法极大的提高了无人机的发射成功率。

附图说明：

图1是本发明的一种旋转发射装置；

图2是本发明的另一种旋转发射装置。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

实施例1

图1是本发明的一种旋转发射装置，本实施例，提供一种无人飞行器旋转发射装置，包括发射装置基座1、旋转立柱3、悬臂梁4、和发射挂架7；旋转立柱3的一端转动安装于发射装置基座1，另一端与悬臂梁4连接；悬臂梁4的另一端的末端安装有发射挂架7，用于悬挂和发射无人机。发射装置基座1内置有阻尼器2；用于刹停高速转动的旋转立柱3。

本实施例，无人机动力系统启动，带动旋转立柱3和悬臂梁4旋转，当无人机的切向速度达到稳定飞行速度后，在设定的转动角位置处，发射挂架7解除对无人机的约束。

旋转立柱3一端安装于发射装置基座1上，并与阻尼器2实现动态连接，仅在无人机8发射后与阻尼器2连接，在旋转立柱3无转动或无人机8未离梁前，与阻尼器2断开连接。

图2是本发明的另一种旋转发射装置，本实施例，提供另一种无人飞行器旋转发射装置，不仅包括发射装置基座1、旋转立柱3、悬臂梁4、和发射挂架7；而且还包括质量块5和弹性体。

悬臂梁4的一端配置质量块5，质量块5沿悬臂梁4滑动；质量块5通过弹性体连接于悬臂梁4和旋转立柱3的连接部位；

悬臂梁4旋转时，质量块5沿悬臂梁4向远离无人机的一端滑动，起到动态平衡悬臂梁4和旋转立柱3构成的T型骨架因无人机8转动所受的转动惯量。

本实施例，悬臂梁4上设置有导槽，质量块5沿导槽滑动。弹性体为弹簧6。发射挂架7可根据无人机8机械接口形式针对性设计，对无人机约束性小。

无人机重心到旋转立柱3的水平距离与质量块5在弹性体拉伸状态下距离旋转立柱3的水平距离为1：1至1：3。悬臂梁4两端到旋转立柱3的距离可根据无人机尺寸大小，自由调节，以适应不同发射包络的无人机。

进一步地，本实施例，旋转立柱3为可升降结构，用于调节无人机发射起始高度，满足安全性发射要求。

本实施例，发射装置安装于陆基场地或舰上甲板上，无人机挂载人员将无人机8挂装到发射挂架7，发射挂架7将无人机8可靠锁止。

无人机8挂装到位后，无人机8动力系统启动，并带动发射装置的T型骨架共同转动。随着转动速度增大，质量块5将向远端滑动，起到动态平衡T型骨架因无人机8转动所受的转动惯量。

当无人机8切向速度达到稳定飞行速度要求后，根据无人机8射向要求，选择在相应的转动角位置处，发射挂架7及时可靠解除对无人机8的锁止力，无人机8在无约束下按解锁时刻的切向速度可靠起飞。

实施例2

本实施例，提供无人飞行器旋转发射方法，利用实施例1所述的发射装置，所述发射方法：

将无人机挂装于发射挂架7，启动无人机8动力系统；在无人机3动力系统作用下带动无人机3、悬臂梁4和旋转立柱3高速旋转；

当无人机的旋转切向速度达到稳定分离速度后，发射挂架7解除对无人机的约束，无人机3按解锁时刻的切向速度方向飞行。

无人机感应到指定的切向加速度后，向旋转发射装置发出弹架分离指令，旋转发射装置响应指令后，无人机分离。