[发明专利]一种无人机一体化发射回收系统的设计方法

权利要求书

1.一种无人机一体化发射回收系统的设计方法，其特征在于，所述无人机一体化发射回收系统的设计方法包括以下步骤：

步骤1，设计无人机一体化发射回收系统结构；

步骤2，设计无人机发射和回收的过程并确定参数；

步骤3，设计无人机发射和回收的过程中蓄能器的控制策略；

步骤4，根据蓄能器的控制策略对蓄能器进行设计；

在步骤1中，所述无人机一体化发射回收系统包括能量吸收释放模块、导轨模块、驱动索模块；

所述能量吸收释放模块包括液压缸、动定滑轮组和储能器；所述液压缸采用双作用油缸，所述液压缸包括油缸活塞杆，所述油缸活塞杆端部与动定滑轮组连接，所述液压缸设有发射油口和回收油口；所述动定滑轮组包括动滑轮组和定滑轮组；所述动滑轮组2包括滑轮座和多个并排、同轴的滑轮，所述滑轮座与所述油缸活塞杆头部固定连接；所述定滑轮组3由多个并排、同轴的滑轮组成，所述定滑轮组3与地面固定连接；所述储能器包括发射蓄能器和回收蓄能器，所述发射油口与所述发射蓄能器连接，所述回收油口与所述回收蓄能器连接；

所述驱动索模块包括钢索，所述钢索一端与所述导轨模块连接，另一端与所述能量吸收释放模块连接；

所述导轨模块包括导轨、滑块、发射架、回收索、滑车网；所述导轨固定设置，所述滑块与所述导轨相匹配，能够沿所述导轨运动，所述滑块一端与钢索刚性连接，通过所述动定滑轮组连接至液压缸；所述发射架、回收索、滑车网与所述滑块连接。其中所述回收索和滑车网仅在回收状态下与滑块连接，所述发射架仅在发射状态下与滑块安装。

2.根据权利要求1所述无人机一体化发射回收系统，其特征在于，在步骤1中，所述驱动索模块包括回收阻尼器，所述回收阻尼器包括动滑轮、阻尼器、第一导向滑轮和第二导向轮；所述第一导向滑轮和第二导向轮固定设置，所述动滑轮的轴与所述阻尼器连接，所述钢索依次绕过第一导向滑轮、动滑轮和第二导向滑轮。

3.根据权利要求1所述无人机一体化发射回收系统，其特征在于，在步骤2中，所述无人机一体化发射回收系统确定无人机的发射重量m，发射速度v，所述导轨工作行程s，初定发射架牵引小车质量为m₁，则平均发射推力为：

F_平均＝(m+m₁)a

其中，加速度s为轨工作行程，m为无人机的发射重量，m₁为牵引小车质量；

同时考虑发射和回收时，动定滑轮组穿绕比选取1：z；

液压系统的主参数计算如下：

活塞杆达到的最大速度：

液压缸工作行程：

初定液压缸内腔直径D，活塞杆直径d，液压缸有杆腔的有效面积为

液压缸有杆腔达到的最大流量：Q_有杆腔＝S_有效·V_缸；

发射过程需要的油液体积为：

ΔV＝S_有效·L_缸

液压缸无杆腔的有效面积：

液压缸无杆腔达到的最大流量为：Q_无杆腔＝S_无杆·V_缸；

液压缸发射时有杆腔需要的平均压力为：

初步设置待发射时蓄能器内气体总容积为V₁，发射后容积为V₂；即：

初始时：

其中：P₁为发射过程中蓄能器的压力，P₀为蓄能器的初始压力，V₀为蓄能器的初始体积，N为绝热bar指数；

结束时：

4.根据权利要求3所述无人机一体化发射回收系统，其特征在于，在步骤2中，利用发射参数对回收过程进行校核计算，确定的发射和回收过程总体参数，总体参数包括导轨有效使用长度、钢索系统穿绕比、液压缸最大行程、液压缸内径、活塞杆直径、液压缸最大工作压力和蓄能器容积。