[发明专利]一种折叠翼弹载无人机的气动外形结构及控制方法

说明书

本发明属于新一代无人机技术领域，公开了一种折叠翼弹载无人机的气动外形结构和控制方法，通过机载计算机和自动驾驶仪在不同任务时段对无人机的飞行姿态进行控制；被导弹释放的以弹体形式存在的无人机到达弹道某处时，状态转换伞打开，弹体减速至“弹—机”转换临界点；机载计算机按预设程序展开折叠或充气机翼和折叠尾翼，并按预设的水平尾翼控制率控制水平尾翼，拉起无人机进入巡航飞行状态。本发明只需在使用时改变弹头类型即可执行不同任务；弹载无人机与母机、小型机的协同作战配合，能够更好发挥无人机的潜能；通过“弹—机”转换增强了无人机的隐身性，提高了无人机的远程打击、低空突防和战场生存能力。

技术领域

本发明属于新一代无人机技术领域，尤其涉及一种折叠翼弹载无人机的气动外形结构及控制方法。

背景技术

高科技和信息化的小规模局部战争时代，精准的战场侦察信息、智能化远程指挥和精确毁伤已经成为决定真正胜负的关键因素。由于在隐蔽性、环境适应性和操控要求等方面的优势，无人机必定将会取代有人驾驶飞机成为未来战争中的重要作战平台。现在各种型号的无人机已经被应用在现代战争的各个方面，执行着各项不同的任务，同时多用途高性能的无人机也吸引了越来越多的国家极大的兴趣。微型无人机是20世纪90年代开始由美国等国家开始发展的新概念武器，融合了飞行器智能控制技术、先进的动力与推进技术、电子设备微型化技术等先进技术，不但在基础理论、设计、制造与试验技术等方面做出了革命性创新，而且将对新时代的战争模式带来革命性和颠覆性的影响。

弹载微型无人机属于一种新概念武器，可完成战场侦察与毁伤效果判定、远程目标指示与精确打击、中继通信与干扰等多种任务。其优势可归纳为以下几点：

1)弹载微型无人机尺寸较小，隐蔽性高，能够适应多种战场环境，战场适应性和生存能力强，高速机动突防能力强，能快速突破前沿防护网，抵达目标侦察区；

2)弹载微型无人机通过折叠机翼技术，平时被封装在带减速伞的弹体战斗部包装筒中，日常维修、保养和运输方便快捷；

3)弹载微型无人机通过飞行器智能变形系统实现“弹—机”转换，以导弹形式进行远程发射，飞抵侦察目标上空时才自行展开机翼和尾翼，启用自身动力系统，实现能量利用率最大化；

4)弹载微型无人机通过模块化设计，生产、使用成本低，可以进行大规模的批量生产。

现有技术存在的问题：

(1)当前的无人机大多采用非折叠机翼或变形机翼，在执行远程战场侦察与精确打击任务时，只能以固定翼飞机形态进行飞行，飞行速度低且飞行轨迹单一，高速突防能力弱，容易被战场探测雷达发现，被拦截概率高，任务成功率较低；

(2)当前部分无人机发射采取了弹射发射方式，但可折叠翼无人机的设计与弹射系统的研究较为独立，还未能较好地实现可折叠翼无人机与无人机弹载系统及弹射装置的有效结合，可折叠机翼驱动装置的抗高过载能力低，容易出现可折叠翼机构的结构故障；

(3)当前无人机普遍采取“一个型号对应一种任务”的模式，对于一种无人机，可执行任务单一，执行复杂性任务需要多种类型无人机共同参与，协同性与统一指挥能力差；且模块化程度低，部分通用模块未能实现全类型无人机通用，新型号无人机的设计和生产难度高，容易造成人力物力财力损失。

解决上述技术问题的难度和意义：

难点：

(1)气动外形设计：弹载无人机由于载体的空间限制，机翼必须进行折叠，要求折叠之后的整体尺寸能够放入封装筒中。折叠方案是一个非数值型变量，如何处理这种非数值型变量，使折叠翼弹载无人机达到最佳的气动特性，是弹载无人机气动外形设计的重要问题；