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无人机降(jiàng)落有哪几种方式?

 

无(wú)人机(jī)的回收方式可归(guī)纳(nà)为伞降回收、空(kōng)中(zhōng)回收、起落架滑跑着(zhe)陆(lù)、拦阻网(wǎng)回收(shōu)、气垫着陆和垂二(èr)主(zhǔ)着陆回收等类型。有些无人机采用非整机回(huí)收,这种情况(kuàng)通(tōng)常(cháng)是(shì)回收(shōu)任务(wù)设(shè)备舱,飞机其他部分不回收。例如,美国的D-21/GTD-21B在(zài)完成(chéng)飞行任务后,其任务(wù)设备舱被弹射出(chū)机体,由(yóu)C-130飞机空中回收。有(yǒu)些小(xiǎo)型无人机在(zài)回收时(shí)不用回收(shōu)工具而(ér)是靠机体某部(bù)分直接触地回(huí)收笆机,采用这(zhè)种简(jiǎn)单回收(shōu)方式的无人机通(tōng)常(cháng)是机重小于10kg,最大特征尺寸在3.5m以下。例如,英国的(de)UMACII飞翼式无人机,完(wán)成任务后(hòu)靠(kào)机(jī)腹着陆回收。

1.伞降回收

这是(shì)一种较普(pǔ)通的回收方式。降落伞由主伞和减速伞(也称(chēng)阻(zǔ)力(lì)伞)二级伞组成。当无人机完成任务后,地面(miàn)站(zhàn)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(fēi)行(háng)高度和速度时,开减速伞,使飞机急剧(jù)减速(sù),降高,此时(shí)发动机已停车;当无(wú)人(rén)机(jī)降到某飞行高度和速度(dù)时,回收控制系统发出(chū)信号(hào),使主伞开伞,先呈收紧充气状态,过了(le)一定时(shí)间,主伞完全充气;无人(rén)机悬挂在主伞下慢慢着陆,机下触地开(kāi)关接通,使(shǐ)主(zhǔ)伞与无人机脱离。这是对(duì)降落伞(sǎn)回(huí)收过程最简单的描述,省略了中间环(huán)节和(hé)过程。为尽量减(jiǎn)少无人机回收后的损伤,特别是为(wéi)保护(hù)机载任(rèn)务设备,有些(xiē)无人机还(hái)在机体触地部位安装减震装置,充气袋是一种(zhǒng)常用的减震装(zhuāng)置。同时还要(yào)考虑到机体着地部(bù)位要(yào)尽(jìn)可能远离任务设备(bèi)舱。

例如,加(jiā)拿大的CL-89,回收(shōu)时,无人机上下翻转180°,使机腹在上,机背在下,机(jī)背(bèi)前后的(de)着陆(lù)气(qì)包着(zhe)地(dì),吸收撞击能量(liàng),保护机(jī)腹内的(de)任务(wù)设备(bèi)。有(yǒu)些无人(rén)机机体着地部分(fèn)被设计(jì)成较脆弱的部(bù)件,当做飞机着地的(de)减震装置。例如(rú),英(yīng)国(guó)的"不死鸟"在回收开(kāi)伞后翻转(zhuǎn)180°,机腹朝上(shàng),机背(bèi)向下(xià),机(jī)背整流罩较脆弱,允许着地时被压(yā)扁,吸收(shōu)着地撞击力,保护机(jī)腹的任务设备短舱。

2.空中回收

用有人(rén)机在(zài)空中回收无人机的方式(shì)目前只在美国使用。采用这种回收方(fāng)式,在有人机上必须有空中(zhōng)回收系统,在无人机(jī)上除了有阻力(lì)伞和主伞之外,还需有钩桂伞、吊索和(hé)可旋转的脱落(luò)机(jī)构(gòu)。其简单回收过程如下地面站(zhàn)发出遥控指(zhǐ)令,阳力(lì)伞开伞(sǎn),同时使发动机停车(chē),当无(wú)人机在阻力伞作用下降到(dào)一定高度(dù)和一(yī)定(dìng)速度时,回收控(kòng)制系统发出开主伞控制信号,打开钩挂伞(sǎn)和(hé)主伞,主伞先呈收紧充(chōng)气状态,不(bú)久,就完全充气;此时钩挂(guà)伞高于主(zhǔ)伞(sǎn),钩挂伞下面(miàn)的吊(diào)索保证指向主(zhǔ)伞(sǎn)前进(jìn)的方向(xiàng),在吊索上安装(zhuāng)指示(shì)方向的风向旗,使有(yǒu)人机(jī)便于辨(biàn)认和钩住钩桂伞。这时,有人机(jī)逆(nì)风进入,钩住无人机钩挂伞与吊索(suǒ),当无(wú)人机被(bèi)钩住(zhù)时,主伞自动(dòng)脱离无人机,有人机用绞盘绞起无(wú)人机(jī),空中悬挂(guà)运走(zǒu)。这种回收方式不会损伤无人机。但是为回收(shōu)无人机要(yào)出(chū)动有人机(jī),费用高;在回收时要求有人机驾驶员有较(jiào)高的驾驶(shǐ)技(jì)术;受天气(qì)与风情影响大,加(jiā)上伞的性能无法(fǎ)事先估计,其回收(shōu)的可靠(kào)性低。随着(zhe)回收技术的(de)提(tí)高,回收的可靠性将会提高。例(lì)如,美国的“火蜂”II用空中回收方式(shì),在(zài)回收时(shí),直升机(jī)钩挂高于主伞24.08m的钩(gōu)挂伞。

3.起落架(jià)滑(huá)跑着陆

这(zhè)种回收方式(shì)与有人机相似,不同之(zhī)处是:

①跑道要求不如有人(rén)机苛(kē)刻。

②有些无(wú)人机的起落架局部被设计(jì)成较脆弱的结构,允(yǔn)许着陆时撞地损坏,吸收能量(liàng)。例如英国的"大鸭”I,这是一种(zhǒng)机重15kg,翼(yì)展2.70m、机长2.10m的小型无人机,机身下有着(zhe)陆(lù)滑(huá)橇,机翼有翼尖滑(huá)橇,翼尖滑橇较脆弱,回(huí)收时允许(xǔ)折断(duàn),以(yǐ)吸收撞击力。

③为缩短着陆滑跑(pǎo)距离,有些无人机(jī)例如(rú)以色(sè)列的"先锋”、“猛犬”、“侦察兵(bīng)”等在机(jī)尾(wěi)装(zhuāng)尾钩,在着陆滑跑时,尾钩钩住地(dì)面拦截绳,大大(dà)缩短了着陆滑跑距离。

4.拦(lán)阻网(wǎng)或“天(tiān)钩”回收

用拦(lán)阻网(wǎng)系统(tǒng)回(huí)收无人(rén)机是目(mù)前世界(jiè)小型无(wú)人机(jī)较普遍采用的(de)回收方(fāng)式之一(yī)。拦阻(zǔ)网系统(tǒng)通常由拦阻网(wǎng)、能(néng)量吸收装置和自动引导设备(bèi)组(zǔ)成。能(néng)量吸收(shōu)装置与(yǔ)拦阻网相(xiàng)连(lián),其作(zuò)用(yòng)是吸收无人(rén)机撞(zhuàng)网的能(néng)量,免得(dé)无人机(jī)触(chù)网后在网上弹跳不停,以(yǐ)致(zhì)损(sǔn)伤。自动引导设备一般是一(yī)部置于网后的电(diàn)视摄像(xiàng)机,或是装在(zài)拦阻网架上的红外接收机,由它们及时向地面(miàn)站报告无人(rén)机返航(háng)路线的偏(piān)差。

当(dāng)无人机返航时、地面控制(zhì)站要求无(wú)人(rén)机以小角度下滑,最大速度不得超过120km/h,操纵人员(yuán)通(tōng)过电视监(jiān)视(shì)器(qì)监视无(wú)人(rén)机(jī)飞(fēi)行,并根据地(dì)面(miàn)电(diàn)视摄像(xiàng)机拍摄的图像,或红(hóng)外接收机接收到(dào)的无人机信号(hào),确定返航路(lù)线的偏差(chà),然(rán)后半(bàn)自(zì)动地控(kòng)制无人机,修正飞(fēi)行路线、使之对准(zhǔn)地面摄像机的瞄准线(xiàn),飞(fēi)向拦阻网。无(wú)人(rén)机触网时的过载通常不能大于6g,以免拦阻网遭到较(jiào)大损坏。例(lì)如,以色(sè)列的“侦(zhēn)察兵(bīng)”、美国的"苍鹰"等(děng)都用(yòng)拦阻(zǔ)网回收(shōu)。

"天钩"回收和拦阻网(wǎng)回收功能相似,回收时控制无人(rén)机飞向绳索(suǒ),利用无(wú)人机翼(yì)尖(jiān)的挂钩(gōu)钩(gōu)住绳索回收。美国的"扫描鹰"无人机便采(cǎi)用此种回收方式。

5.气垫(diàn)着陆

20世纪70年(nián)代出现了(le)气垫车、气垫船,它(tā)们利用气垫效应离开地面(miàn)或水(shuǐ)面腾空行驶。无人机气垫着陆的工作原理是一样(yàng)的(de)。在(zài)无人(rén)机(jī)的(de)机腹四周(zhōu)装上"橡胶裙(qún)边。,中(zhōng)间有一个(gè)带(dài)孔(kǒng)的气囊,发动机把空气压人气囊,压(yā)缩空气从囊孔喷出,在机腹下(xià)形(xíng)成高压空气区——气(qì)垫,气垫能够支托无(wú)人机贴近(jìn)地面,而(ér)不与地面发生猛烈撞(zhuàng)击。20世纪70年代(dài)中期,美国用澳大利亚的(de)"金迪维克"无人(rén)机作为气垫着陆的研究机,进行气垫着陆项(xiàng)目(mù)试验研究,取得较大成绩。气垫着(zhe)陆的最大优点是,无人机(jī)能在(zài)未经平整(zhěng)的(de)地面、泥地、冰雪地或水上着陆,不(bú)受地形(xíng)条件限制(zhì)。此(cǐ)外,不(bú)受(shòu)无(wú)人(rén)机(jī)大小(xiǎo)、重量(liàng)限制,且回收(shōu)率高,据说可以达到1分钟(zhōng) 1架次,而空(kōng)中回收则是(shì)1小时1架(jià)次。

6.垂直着(zhe)陆回收

垂直着陆回收方式只需小面积(jī)回收场地,因不受回收(shōu)区地(dì)形条件的限制(zhì)而(ér)特别受到军方青(qīng)睐。这种(zhǒng)回(huí)收(shōu)方式有两种类型:

(1)旋(xuán)翼航空器垂直着陆

这(zhè)种着陆方式的特(tè)点是以旋翼旋转(zhuǎn)作(zuò)为获取升力(lì)的(de)来(lái)源,操(cāo)纵旋翼的旋转(zhuǎn)速度,使无人机垂直着陆。

(2)固定翼垂直着陆

此(cǐ)种垂直着陆方式的特点是以(yǐ)发动机推(tuī)力直接(jiē)抵消重力。这种(zhǒng)着陆方式又可分成两类(lèi)一是(shì)在无人机上配备着陆时用(yòng)的专(zhuān)用发动机,着陆时(shí),控(kòng)制机上的主发(fā)动机和专用发动机的油门、使(shǐ)其在主发动机(jī)推力的垂(chuí)直(zhí)分力和专用发动机推力的共同作用(yòng)下(xià),减速(sù)、垂(chuí)直着陆;二是(shì)在回收时成(chéng)垂直姿态,在发动机推(tuī)力的垂(chuí)直分力作用下,减速、垂(chuí)直着陆。

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