[实用新型]一种组合式飞行器

说明书

本实用新型公开了一种组合式飞行器，由多架小型无人机单体按照机翼翼展方向拼接而成，拼接方式有以下三种：磁吸、机械啮合、磁吸加机械啮合的复合模式，所述小型无人机单体为活塞单体无人机或涡喷单体无人机。本实用新型的组合式飞行器将多种功能的小型无人机组合在一起，组合后的飞行器升阻比将提高，单位油耗下降，升阻比提高与油耗下降共同提升组合后的飞行器的续航能力，从而实现多架小型无人机更大的飞行时间与距离，解决小型无人机的作战半径与载荷能力有限的问题。

技术领域

本实用新型涉及飞行器技术领域，具体是一种组合式飞行器。

背景技术

在无人机集群作战领域，国外还开展了LOCASS改进型、区域主宰者、全地域压制系统（TUDLS）、山鹑验证等项目的分布式无人机技术研究。分布式集群无人机利用其数量庞大、低成本、分工合作等优势，在突防、打击、支援等作战中可发挥巨大的作用，然而由于无人机小，存在许多限制性问题，包括：

1）航时航程小，需运输机（蜂巢）携带。分布式无人机一般尺寸小，燃油装载少，升阻比有限，航时航程小，要攻击远距目标必须通过母体携带到特定空域进行投放，存在“巢毁机亡”的风险。

2）任务载荷小，对高防护目标难以造成实际性损伤。

3）投放即使用，回收难度大。为简化无人机系统，分布式无人机一般未设计回收装置，且航程小，投入作战后不足以支撑其返回安全区域，一般投放后即默认使用，回收难度大。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种组合式飞行器，将多种功能的小型无人机组合在一起，提高组合式飞行器的气动效率，从而实现无人机集群更大的飞行时间与距离。

本实用新型采用的技术方案是：一种组合式飞行器，由多架小型无人机单体按照机翼翼展方向拼接而成，拼接方式有以下三种：磁吸、机械啮合、磁吸加机械啮合的复合模式，所述小型无人机单体为活塞单体无人机或涡喷单体无人机。飞行中，多架活塞单体无人机与涡喷单体无人机进行组合形成大展弦比无人机（即组合式飞行器），提高升阻比（展弦比是指无人机的展长的平方除以机翼面积，升阻比是无人机升力与阻力的比值）；连接结构采用三种拼接方式（磁吸、机械啮合、“磁吸+机械啮合”复合模式）中的一种。飞行中关闭涡喷发动机，采用单位油耗更低的活塞发动机来作为动力，满足组合体的飞行需求，进而降低组合油耗，提高续航能力，增加航时航程。任务完成后返航，依据不同连接方式的分离手段进行分离，而后地面回收无人机。

所述磁吸的拼接方式是通过小型无人机单体机翼侧边的电磁铁机构来实现的，磁吸的特点是结合、分离便捷，通过改变电流方向，改变电磁铁的极性方向从而使小型无人机单体之间分离与连接。空中连接采用磁吸的拼接方式实现，分离时，改变一侧电磁铁的极性方向，同极相斥，无人机间的连接在磁力作用下分离。该方式在连接状态下持续磁铁吸合状态消耗大量能量。

所述机械啮合的拼接方式是通过小型无人机单体机翼侧边的卡槽式结构来实现的。小型无人机单体之间的连接与分离完全靠无人机的飞行控制来保障。连接时需要无人机相互间精确定位，精确逼近，采用简单的卡槽式啮合。分离时，靠无人机飞行控制与气动力来实现，无人机完全依赖飞行控制实现，对飞行控制的要求较高，但不像磁吸会持续消耗能量。

所述磁吸加机械啮合的拼接方式是指小型无人机单体机翼侧边有电磁铁机构和卡槽式结构共同实现小型无人机单体之间的分离与连接。无人机单体连接时，通过磁吸实现无人机单体间抵近、贴合，同时实现卡槽式啮合，连接后卡槽提供主要结合力。分离时，改变电磁铁极性，同极相斥，无人机单体间的连接在磁力作用下分离。