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无人机(jī)降落有哪几种方式?

 

无人(rén)机(jī)的回收方式可归纳为伞降(jiàng)回收、空中回(huí)收、起落架滑跑着陆、拦阻网回(huí)收、气垫着(zhe)陆和垂二主(zhǔ)着(zhe)陆回收等类型。有些无人机采用(yòng)非整(zhěng)机回收(shōu),这种情况通常(cháng)是回收(shōu)任务设备舱,飞机其他部分不回收(shōu)。例如,美国的(de)D-21/GTD-21B在(zài)完成飞(fēi)行(háng)任务后(hòu),其任务设备舱(cāng)被弹射出机体(tǐ),由(yóu)C-130飞机空中回收。有些小型无人机在回收时不用回收工具而是靠机体某部分(fèn)直接触地回(huí)收笆机,采用这种(zhǒng)简单回收方式的无(wú)人机通(tōng)常(cháng)是机(jī)重小(xiǎo)于10kg,最大特征尺寸(cùn)在3.5m以下(xià)。例如,英(yīng)国的UMACII飞翼(yì)式无人(rén)机,完(wán)成任务后靠机腹着陆回收。

1.伞降回收

这是一种较普通的回收方式(shì)。降落伞由主(zhǔ)伞和减速伞(也称阻(zǔ)力伞)二(èr)级(jí)伞(sǎn)组成。当无人机完成任务后(hòu),地面站发遥控指令给(gěi)无人机,使发(fā)动机慢车,飞机减(jiǎn)速(sù),降(jiàng)高。到达合(hé)适飞(fēi)行高度和速度时,开减速(sù)伞,使飞机急剧减速,降高,此(cǐ)时发动(dòng)机已(yǐ)停车(chē);当无人(rén)机降到某飞行高度和速度时,回(huí)收(shōu)控制系统(tǒng)发出信号,使(shǐ)主伞开伞,先呈收紧充(chōng)气(qì)状态(tài),过了一定时间,主伞完全充气(qì);无人(rén)机悬挂在主伞下慢慢着陆,机下触地开关(guān)接通,使(shǐ)主伞与无人机(jī)脱离。这是对(duì)降落伞回收过程(chéng)最(zuì)简(jiǎn)单(dān)的描述,省略了(le)中间环节(jiē)和过程。为尽量减少无人机回收后的损伤,特别是为保护机载任(rèn)务设(shè)备(bèi),有些无人(rén)机还在机体触(chù)地(dì)部位安装减震装置,充(chōng)气袋是一(yī)种常用的减震装(zhuāng)置。同时还要(yào)考(kǎo)虑到机体着(zhe)地(dì)部位要尽(jìn)可能远离(lí)任务设(shè)备舱。

例(lì)如,加拿大的CL-89,回(huí)收时,无人机上下翻转180°,使机腹在上(shàng),机背在下,机背前后的着陆(lù)气包着地,吸(xī)收撞击能量,保护(hù)机腹内的(de)任务设备。有(yǒu)些(xiē)无人机机体(tǐ)着地部分被设计(jì)成较脆弱的部件,当做飞机着地的减震装置。例如,英国的(de)"不死鸟"在回(huí)收开伞后翻(fān)转180°,机腹朝(cháo)上,机背(bèi)向下,机(jī)背(bèi)整流(liú)罩(zhào)较(jiào)脆(cuì)弱(ruò),允许(xǔ)着地时被压(yā)扁,吸(xī)收(shōu)着地撞击力,保护机(jī)腹(fù)的任务(wù)设备短舱。

2.空中(zhōng)回(huí)收(shōu)

用有人机在空中回收无人机的方式(shì)目(mù)前只在美国使用。采用这种回收(shōu)方式,在(zài)有人机上必须有空中回收系(xì)统,在无人机上除了有阻(zǔ)力伞和主伞之外,还需有钩桂伞、吊索和可旋转的脱落机构。其简单回收过程(chéng)如下(xià)地面站发出遥控指令,阳力伞开伞(sǎn),同时使(shǐ)发动(dòng)机停车,当无人机在(zài)阻力伞作用(yòng)下降(jiàng)到一定高度和一定速度时,回收(shōu)控(kòng)制系统发出开主伞控制信号,打开钩挂伞和主伞,主伞先呈收紧充气状态,不(bú)久,就完全充(chōng)气;此时钩(gōu)挂伞高于主伞,钩挂伞下(xià)面的吊(diào)索保(bǎo)证指向主伞前进的方向,在吊(diào)索上安装指示方向(xiàng)的风向旗(qí),使有人机便(biàn)于辨认和钩住钩桂伞。这(zhè)时,有(yǒu)人机逆风进入,钩住(zhù)无人机钩(gōu)挂伞与吊索(suǒ),当无人机被钩住时,主伞自动脱离无人机,有(yǒu)人机用绞盘绞(jiǎo)起无人机(jī),空中(zhōng)悬挂运走。这(zhè)种回收方式不会损伤无人机。但是为(wéi)回收无人机要出(chū)动有人机,费用(yòng)高;在回收时要求有人机驾驶员(yuán)有(yǒu)较高(gāo)的驾驶技术;受天气与风情影响大(dà),加上(shàng)伞的性能无法事先估计,其回收(shōu)的可靠性低。随着(zhe)回(huí)收技术的提(tí)高,回收的可靠性将会提高。例如,美国的“火蜂”II用空中回(huí)收方式,在回收时,直升(shēng)机(jī)钩挂(guà)高于主伞24.08m的钩(gōu)挂(guà)伞。

3.起落架(jià)滑跑着陆(lù)

这(zhè)种回(huí)收(shōu)方式与(yǔ)有人机相似,不(bú)同之(zhī)处(chù)是:

①跑道要求不(bú)如有(yǒu)人机苛(kē)刻。

②有些无人机的起落架局部被(bèi)设计成较(jiào)脆(cuì)弱的(de)结构,允许着陆(lù)时撞地损(sǔn)坏,吸收能量。例如(rú)英国的"大鸭”I,这是一种机重15kg,翼展2.70m、机长2.10m的小型无人(rén)机,机身下有着陆滑橇,机翼有翼尖滑橇(qiāo),翼尖滑橇较脆弱,回(huí)收(shōu)时允许折断,以吸(xī)收撞击力。

③为缩短着陆(lù)滑跑距(jù)离(lí),有些无人机例如以色(sè)列的(de)"先锋”、“猛犬”、“侦察兵”等在机(jī)尾装尾钩,在着陆滑跑时,尾钩钩住地(dì)面(miàn)拦截绳,大大缩短了着陆滑跑(pǎo)距(jù)离。

4.拦阻网(wǎng)或“天钩”回收

用(yòng)拦阻网系统回收无人机是(shì)目(mù)前世界小型无人机较普遍采(cǎi)用(yòng)的回收方式之一。拦阻(zǔ)网系统通常由拦阻(zǔ)网、能量(liàng)吸收装置(zhì)和自动引导设备组成(chéng)。能量吸收装置与拦阻网相连,其作用是吸收无(wú)人机撞(zhuàng)网(wǎng)的(de)能量,免得无(wú)人机触网后在网上弹跳不停,以(yǐ)致损伤。自(zì)动引导设备一般是(shì)一部置(zhì)于网后的(de)电视(shì)摄像(xiàng)机,或(huò)是装(zhuāng)在(zài)拦阻网架上的红外(wài)接收机,由它们(men)及(jí)时(shí)向地面站报告无人机返航路(lù)线的偏差(chà)。

当无人机返航时、地面(miàn)控制(zhì)站要求无人机以小角度下滑,最大速度不(bú)得超过120km/h,操纵人员通过电视监视器监视无人机飞(fēi)行,并(bìng)根据地面电视(shì)摄像(xiàng)机(jī)拍摄的(de)图像,或红(hóng)外(wài)接(jiē)收机接收到(dào)的无人机信号,确定返(fǎn)航路线的偏差,然(rán)后半自动(dòng)地(dì)控制无人机,修正飞行路线、使之对准地面(miàn)摄(shè)像(xiàng)机的(de)瞄准线,飞向拦阻网(wǎng)。无(wú)人机触网时的过载通(tōng)常不能大于6g,以免拦阻网遭到较大损坏(huài)。例如,以色列的“侦察兵”、美国(guó)的"苍鹰"等都用(yòng)拦阻网回收。

"天钩"回收和拦阻网回收功能相似,回收(shōu)时控制无人机飞向绳索,利(lì)用无人机翼尖的挂钩钩住绳索回收。美国的"扫描鹰"无人机便采用此(cǐ)种回收方式。

5.气垫着陆

20世纪(jì)70年代(dài)出现了气垫车、气垫船,它们利用气垫效应(yīng)离开地(dì)面或水面腾空行驶。无人机气垫着陆的工作原理是一样的。在无人机的机腹四周装上"橡(xiàng)胶裙边。,中间有(yǒu)一个(gè)带孔的气囊,发动机把空气压人气囊,压缩空(kōng)气从囊孔喷出,在机腹下形成高压空气区——气(qì)垫,气垫能够支托无(wú)人(rén)机贴近地面,而不与(yǔ)地面发生猛烈(liè)撞击。20世纪70年代(dài)中期,美国用澳大利(lì)亚的"金迪维克(kè)"无人(rén)机作为气垫着陆的研究(jiū)机,进行气(qì)垫着(zhe)陆(lù)项目试验研究,取得较(jiào)大成(chéng)绩。气垫着(zhe)陆的最大优(yōu)点是,无人机(jī)能(néng)在(zài)未经平整(zhěng)的(de)地面、泥地、冰雪地或水上着陆,不受地形(xíng)条件限制。此外,不受(shòu)无(wú)人机大小(xiǎo)、重量限制,且(qiě)回收率高(gāo),据说可以达到1分钟 1架次,而(ér)空中回收则(zé)是(shì)1小时1架次。

6.垂直着陆回收

垂直(zhí)着陆回收方式(shì)只需小面积回收(shōu)场地,因(yīn)不受回(huí)收区地(dì)形(xíng)条件的限制(zhì)而特别受(shòu)到军方(fāng)青睐。这种(zhǒng)回(huí)收(shōu)方式有两(liǎng)种(zhǒng)类(lèi)型:

(1)旋翼航空器垂直着陆

这种着(zhe)陆方(fāng)式的(de)特点是以旋(xuán)翼旋转(zhuǎn)作为获取升力的(de)来源,操纵旋翼的旋转(zhuǎn)速度(dù),使无(wú)人机垂(chuí)直着陆。

(2)固(gù)定翼垂直着陆(lù)

此种垂直着陆方式的特点是以发(fā)动机推(tuī)力(lì)直接抵消(xiāo)重力。这种着(zhe)陆方式又(yòu)可(kě)分成两类一是在无人机上配备(bèi)着陆时用的专用发动机,着陆时,控制机上的主发动机和专用发动机的油门(mén)、使(shǐ)其在(zài)主发动(dòng)机推力的垂直分力和(hé)专用发动机推力的共同(tóng)作用(yòng)下,减速、垂(chuí)直着(zhe)陆;二(èr)是在回收时成垂直姿态(tài),在(zài)发动机(jī)推力的垂(chuí)直(zhí)分力作用下,减速(sù)、垂直(zhí)着陆。

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