无人机降落的六种方式 伞降回收最安全

2016-11-08 08:10:00 网易 分享
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  无人机的回收方式可归纳为伞降回收、空中回收、起落架滑跑着陆、拦阻网回收、气垫着陆和垂二主着陆回收等类型。有些无人机采用非整机回收,这种情况通常是回收任务设备舱,飞机其他部分不回收。例如,美国的D-21/GTD-21B在完成飞行任务后,其任务设备舱被弹射出机体,由C-130飞机空中回收。有些小型无人机在回收时不用回收工具而是靠机体某部分直接触地回收笆机,采用这种简单回收方式的无人机通常是机重小于10kg,最大特征尺寸在3.5m以下。例如,英国的UMACII飞翼式无人机,完成任务后靠机腹着陆回收。 

   1.伞降回收

伞降回收

  这是一种较普通的回收方式。降落伞由主伞和减速伞(也称阻力伞)二级伞组成。 当无人机完成任务后,地面站发遥控指令给无人机,使发动机慢车,飞机减速,降高。到达合适飞行高度和速度时,开减速伞,使飞机急剧减速,降高,此时发动机已停车;当无人机降到某飞行高度和速度时,回收控制系统发出信号,使主伞开伞,先呈收紧充气状态,过了一定时间,主伞完全充气;无人机悬挂在主伞下慢慢着陆,机下触地开关接通,使主伞与无人机脱离。这是对降落伞回收过程最简单的描述,省略了中间环节和过程。为尽量减少无人机回收后的损伤,特别是为保护机载任务设备,有些无人机还在机体触地部位安装减震装置,充气袋是一种常用的减震装置。同时还要考虑到机体着地部位要尽可能远离任务设备舱。

  例如,加拿大的CL-89,回收时,无人机上下翻转180°,使机腹在上,机背在下,机背前后的着陆气包着地,吸收撞击能量,保护机腹内的任务设备。有些无人机机体着地部分被设计成较脆弱的部件,当做飞机着地的减震装置。例如,英国的"不死鸟"在回收开伞后翻转180°,机腹朝上,机背向下,机背整流罩较脆弱,允许着地时被压扁,吸收着地撞击力,保护机腹的任务设备短舱。

  2.空中回收

  用有人机在空中回收无人机的方式目前只在美国使用。采用这种回收方式,在有人机上必须有空中回收系统,在无人机上除了有阻力伞和主伞之外,还需有钩桂伞、吊索和可旋转的脱落机构。其简单回收过程如下地面站发出遥控指令,阳力伞开伞,同时使发动机停车,当无人机在阻力伞作用下降到一定高度和一定速度时,回收控制系统发出开主伞控制信号,打开钩挂伞和主伞,主伞先呈收紧充气状态,不久,就完全充气;此时钩挂伞高于主伞,钩挂伞下面的吊索保证指向主伞前进的方向,在吊索上安装指示方向的风向旗,使有人机便于辨认和钩住钩桂伞。这时,有人机逆风进入,钩住无人机钩挂伞与吊索,当无人机被钩住时,主伞自动脱离无人机,有人机用绞盘绞起无人机,空中悬挂运走。这种回收方式不会损伤无人机。但是为回收无人机要出动有人机,费用高;在回收时要求有人机驾驶员有较高的驾驶技术;受天气与风情影响大,加上伞的性能无法事先估计,其回收的可靠性低。随着回收技术的提高,回收的可靠性将会提高。例如,美国的“火蜂”II用空中回收方式,在回收时,直升机钩挂高于主伞24.08m的钩挂伞。

  3.起落架滑跑着陆

  这种回收方式与有人机相似,不同之处 是:

  ①跑道要求不如有人机苛刻。

  ②有些无人机的起落架局部被设计成较脆弱的结构,允许着陆时撞地损坏,吸收能量。例如英国的"大鸭”I,这是一种机重15kg,翼展2.70m、机长2.10m的小型无人机,机身下有着陆滑橇,机翼有翼尖滑橇,翼尖滑橇较脆弱,回收时允许折断,以吸收撞击力。

  ③为缩短着陆滑跑距离,有些无人机例如以色列的"先锋”、“猛犬”、“侦察兵”等在机尾装尾钩,在着陆滑跑时,尾钩钩住地面拦截绳,大大缩短了着陆滑跑距离。

  4.拦阻网或“天钩”回收

拦阻网回收

  用拦阻网系统回收无人机是目前世界小型无人机较普遍采用的回收方式之一。拦阻网系统通常由拦阻网、能量吸收装置和自动引导设备组成。能量吸收装置与拦阻网相连,其作用是吸收无人机撞网的能量,免得无人机触网后在网上弹跳不停,以致损伤。自动引导设备一般是一部置于网后的电视摄像机,或是装在拦阻网架上的红外接收机,由它们及时向地面站报告无人机返航路线的偏差。

  当无人机返航时、地面控制站要求无人机以小角度下滑,最大速度不得超过120km/h,操纵人员通过电视监视器监视无人机飞行,并根据地面电视摄像机拍摄的图像,或红外接收机接收到的无人机信号,确定返航路线的偏差,然后半自动地控制无人机,修正飞行路线、使之对准地面摄像机的瞄准线,飞向拦阻网。无人机触网时的过载通常不能大于6g,以免拦阻网遭到较大损坏。例如,以色列的“侦察兵”、美国的"苍鹰"等都用拦阻网回收。

  "天钩"回收和拦阻网回收功能相似,回收时控制无人机飞向绳索,利用无人机翼尖的挂钩钩住绳索回收。美国的"扫描鹰"无人机便采用此种回收方式。

  5.气垫着陆

  2o世纪70年代出现了气垫车、气垫船,它们利用气垫效应离开地面或水面腾空行驶。无人机气垫着陆的工作原理是一样的。在无人机的机腹四周装上"橡胶裙边。,中间有一个带孔的气囊,发动机把空气压人气囊,压缩空气从囊孔喷出,在机腹下形成高压空气区——气垫,气垫能够支托无人机贴近地面,而不与地面发生猛烈撞击。20世纪70年代中期,美国用澳大利亚的"金迪维克"无人机作为气垫着陆的研究机,进行气垫着陆项目试验研究,取得较大成绩。气垫着陆的最大优点是,无人机能在未经平整的地面、泥地、冰雪地或水上着陆,不受地形条件限制。此外,不受无人机大小、重量限制,且回收率高,据说可以达到1分钟 1架次,而空中回收则是1小时1架次。

  6.垂直着陆回收

  垂直着陆回收方式只需小面积回收场地,因不受回收区地形条件的限制而特别受到军方青睐。这种回收方式有两种类型:

垂直起降固定翼

  (1)旋翼航空器垂直着陆

  这种着陆方式的特点是以旋翼旋转作为获取升力的来源,操纵旋翼的旋转速度,使无人机垂直着陆。

  (2)固定翼垂直着陆

  此种垂直着陆方式的特点是以发动机推力直接抵消重力。这种着陆方式又可分成两类一是在无人机上配备着陆时用的专用发动机,着陆时,控制机上的主发动机和专用发动机的油门、使其在主发动机推力的垂直分力和专用发动机推力的共同作用下,减速、垂直着陆;二是在回收时成垂直姿态,在发动机推力的垂直分力作用下,减速、垂直着陆。

责编:赵汗青