[发明专利]一种基于“蚁群”作战概念的模块化组合涵道风扇无人机

说明书

本发明公开了一种基于“蚁群”作战概念的模块化组合涵道风扇无人机，“蚁群”作战概念是基于“蜂群”作战的一种创新延伸，该无人机具备功能模块化的特征，如同“蚁群”的分工协作，单元体具备不同功能，组合体可以集成这些功能，协同作战。飞行器单元为正多边形结构，每个侧面都具有自主对接机构；对接机构包含两个功能：1)实现两个单元的对接与锁紧；2)实现单元体之间的相对旋转运动；组合体飞行器包含推力单元与升力单元，升力单元水平对接，两侧单元体通过对接机构旋转转换为水平推力单元，航程和载荷大大增加。该“蚁群”无人机平台兼具单体作战，“蚁群”协作，“蜂群”攻击，战场隐蔽等战术特点，大大丰富了“蜂群”协同作战的内涵。

技术领域

本发明涉及一种基于“蚁群”作战概念的模块化组合涵道风扇无人机，属于“蜂群”作战概念设计及模块化组合飞行平台设计技术领域。

背景技术

随着现代战争武器装备不断智能化，作战形式也在不断发生变化，低成本、难拦截、抗毁性强、高杀伤等特点成为新型作战概念的发展趋势，这使得蜂群作战概念逐渐成为热门。

现代军事意义上的“蜂群战术”，是以人工智能、大数据和网络技术为基础，以较大型陆上、海上和空中作战平台为搭载和发射平台，以智能无人机、无人车辆、无人舰船、无人潜艇等无人作战系统为武器，具有自主态势感知、情报融合、目标分配、指挥控制、自适应协同和智能决策等能力，依据作战任务和战场态势的变化，对战场无人作战系统进行自主动态编成，以整体作战能力应对复杂、强对抗、高不确定性战场环境的一种作战方式。

“蜂群”作战一般采用发射架集群发射或采用大型载机作为载运工具，将小尺寸“蜂群”飞行器运送到作战区域，释放“蜂群”飞行器，飞行器单体完成核心作战任务，目前存在以下缺点：1)“蜂群”飞行器可能发动自杀式的攻击，或者完成任务后“自毁”，少有能回收；2)由于蜂群无人机自身尺寸限制了其飞行性能，航程短，载弹量少；3)发射架发射蜂群无人机和大型载机运输均需要首先到达目标作战区域附近，风险系数高，且运送成本高昂，同时载机回收方式技术难度也很高，技术成熟度低；4)“蜂群”无人机依据单体作战，数量取胜，相互之间没有物理上的连接。

在同样功率消耗下，涵道风扇较同样直径的孤立螺旋桨/风扇会产生更大的拉力。同时由于涵道的环括作用，其结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好，因此作为一种推力或升力装置，被广泛应用于飞行器设计当中。例如：直升机的涵道尾桨、固定翼飞机机翼或机身内融合涵道风扇增升装置、涵道风扇无人飞行器等。近十几年来，由于军事作战模式的转变，特别需要发展小型无人飞行器，能够搭载侦测设备，及时获得战场信息，争取信息主动权。该类无人飞行器作为侦测设备的机载平台，往往强调的是低空、低速性能,最好能够垂直起降和悬停。因而，几种以涵道风扇为升力和飞行操纵装置的无人飞行器相继出现，例如美国的CYPHER，i-STAR，HELISPY等，其中有的已经试飞成功。

针对“蜂群”无人机单体能力受限难题，结合涵道风扇飞行器的优势，本发展一种功能模块化智能组合涵道风扇飞行器是很有必要的。

发明内容

“蜂群”无人机的固有性能缺陷和作战场景单一等不足，本发明牵引出一种新型多维协同的“蚁群”无人机装备发展理念和作战需求：将短程无人机进行模块化设计，各模块进行功能性区分和组装，使得无人机的载荷和航程大大增加，在即将到达作战区域时可空中自由分解，具备大面积杀伤的“蜂群”攻击能力，同时该类新型无人机还具备垂直起降、辎重运输等其他功能，可适应于城市、丛林、沼泽等多种复杂作战地形和作战场景。

一种基于“蚁群”作战概念的模块化组合涵道风扇无人机，具备模块化组合涵道风扇无人飞行器“蚁群”平台设计理念，各模块进行功能化分工，可根据作战任务的不同性质和规模，决定组成“蚁群”的无人机种类和数量，以构建适应任务需求的体系化“蚁群”作战能力。