[发明专利]一种积木式空中组合/分离无人飞行器

权利要求书

1.一种积木式空中组合/分离无人飞行器，其特征在于：由多个飞行器单体构成，每个飞行器单体结构相同，可自主飞行；在多个飞行器单体飞行过程中，通过飞行器单体的自主对接，构成大展弦比飞行器；到达任务区域后，通过飞行器自主分离，分散执行任务。

2.如权利要求1所述一种积木式空中组合/分离无人飞行器，其特征在于：多个飞行器单体根据中央控制计算机发出的对接指令，同时根据预设的对接方案，进行分批对接；首次对接时，以对接方案中设定的目标飞行器作为基体飞行器A，设定的第一批对接飞行器从基体飞行器左后方和右后方向基体飞行器A靠近，当靠近到预设距离时，开始进行对接控制，至此完成首批对接飞行器与基体飞行器A间的对接，构成的整体作为下次对接的基体飞行器B；

中央控制计算机再次发出对接指令，此时根据对接方案中设定的基体飞行器B中一架或两架飞行器单体作为二次对接的目标飞行器，设定的第二批对接飞行器由两架第二次对接的目标飞行器左后方或右后方靠近，当靠近到预设距离时，开始进行对接控制，至此完成第二批对接飞行器与第二次对接的目标飞行器间的对接，构成的整体作为下次对接的基体飞行器C；依此类推，直至全部对接飞行器按照对接方案完成对接。

3.如权利要求1所述一种积木式空中组合/分离无人飞行器，其特征在于：飞行器单体采用电动涵道风扇发动机推进。

4.如权利要求1所述一种积木式空中组合/分离无人飞行器，其特征在于：飞行器单体采用基于射流/环量控制的操控方式，通过喷射气流的方式实现飞行器的俯仰、滚转、偏航姿态的稳定和操纵。

5.如权利要求1所述一种积木式空中组合/分离无人飞行器，其特征在于：飞行器单体为左右对称飞翼结构，具有左侧翼、右侧翼、对接机构与连接锁紧装置；左侧翼与右侧翼的前缘设计为柱面凸起，后缘设计为柱面凹进，两者间形成配合接触面；

对接机构包括软索、对接头与捕获锁紧机构；软索安装于飞行器左侧翼与右侧翼后部设计的软索舱内；软索的对接端安装有锥套；对接头为可伸缩接头，安装于左侧翼与右侧翼前部；锥套内设计有捕获锁紧机构，对接头插入锥套后触发捕获锁紧机构，实现锥套与对接头间的锁紧固定。

连接锁紧装置包括连接口、连接头与连接锁紧机构；其中，连接口开设于飞行器左侧翼与右侧翼后部，连接口内设计有连接锁紧机构；连接头为可伸缩接头，安装于飞行器左侧翼与右侧翼前部；连接头插入连接口后触发连接锁紧机构，实现连接头与连接口间的锁紧固定。

6.如权利要求5所述一种积木式空中组合/分离无人飞行器，其特征在于：左侧翼与右侧翼横截面均为等边三角形，左侧翼与右侧翼的翼根间相对接，构成整体飞行器的菱形平面形状，前缘后掠角30°。

7.如权利要求5所述一种积木式空中组合/分离无人飞行器，其特征在于：飞行器单体间的对接分为捕获、拉近、定位与连接四个过程：

捕获过程为：令两架飞行器分别为飞行器A与飞行器B，其中飞行器B为被捕获飞行器；当飞行器B飞行到达飞行器A的左后或右后方时，开始进行捕获作业；此时控制飞行器A靠近飞行器B一侧的软索舱内的软索伸出，同时控制飞行器B靠近飞行器A一侧对接头伸出；进一步控制软索伸长，使对接头插入锥套内，并触发捕获锁紧机构，由捕获锁紧机构实现锥套与对接头间的固定，完成飞行器B的捕获作业；

拉近过程为：捕获作业完毕后，控制飞行器A的软索收回软索舱，过程中飞行器B向飞行器A靠近，完成拉近作业；

定位过程为：当飞行器B靠近飞行器A一侧翼前缘凸起与飞行器A靠近飞行器B一侧翼后缘凹进紧密贴合，完成定位作业；

连接过程为：定位作业完毕后，控制飞行器B侧翼前部的连接头伸出飞行器B，插入到飞行器A侧翼后部的连接口内，当插入到一定深度触发连接锁紧机构，实现连接头与连接口间的锁紧，完成两飞行器的连接作业；至此完成了两架飞行器单体间的一次完整的对接过程；

对接完毕后的飞行器单体间的分离分为解锁、释放与脱离三个过程：

解锁过程为：控制飞行器A侧翼后部的连接口内连接锁紧机构解锁，进一步控制飞行器B侧翼前部的连接头收回入飞行器B内，完成两飞行器间的解锁作业；

释放过程为：解锁作业完毕后，控制飞行器A的软索从软索舱内伸出，过程中飞行器B自身阻力增加，与飞行器A间产生速度差，逐渐远离飞行器A，至此完成释放作业；

脱离过程为：释放作业完毕后，控制锥套内的捕获锁紧机构解锁，随后控制飞行器B的对接头收回飞行器B，此时飞行器B脱离飞行器A，随后进一步控制飞行器A的软索收回至软索舱内，至此脱离作业完毕。