阅读说明：本技术 一种有人机与无人机的组合系统 (Combined system of manned machine and unmanned aerial vehicle ) 是由 党育辉 向文俊 谭蓉蓉 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本申请提出一种有人机与无人机的组合系统,所述组合系统包括有人机(1)、第一外挂无人机(2)、第二外挂无人机(3)、前联结器(4)、翼尖联结器(5),其中：有人机(1)有人机(1)两侧机翼中部均设置短舱,两侧短舱分别设置有人机前联结器(4)；有人机(1)的平尾两侧翼尖分别设置有人机翼尖联结器；第一外挂无人机(2)的无人机前联结器和第二外挂无人机(3)的无人机前联结器,分别与有人机(1)两侧短舱的有人机前联结器连接；第一外挂无人机(2)的无人机翼尖联结器和第二外挂无人机(3)的无人机翼尖联结器,分别与有人机(1)两侧的有人机翼尖联结器连接。(The application provides a combined system who has man-machine and unmanned aerial vehicle, combined system is including man-machine (1), first external unmanned aerial vehicle (2), second external unmanned aerial vehicle (3), preceding connector (4), wingtip connector (5), wherein: the middle parts of wings at two sides of the man-machine (1) are provided with nacelles, and the nacelles at two sides are respectively provided with a man-machine front coupler (4); the wingtips on the two sides of the horizontal tail of the manned aircraft (1) are respectively provided with a manned aircraft wingtip connector; the unmanned aerial vehicle front connector of the first externally hung unmanned aerial vehicle (2) and the unmanned aerial vehicle front connector of the second externally hung unmanned aerial vehicle (3) are respectively connected with the manned front connectors of the nacelles at two sides of the manned machine (1); the unmanned aerial vehicle wingtip coupler of the first externally hung unmanned aerial vehicle (2) and the unmanned aerial vehicle wingtip coupler of the second externally hung unmanned aerial vehicle (3) are respectively connected with the manned wingtip couplers on two sides of the manned aircraft (1).)

一种有人机与无人机的组合系统

技术领域

本申请涉及飞行器设计，具体涉及一种有人机与无人机的组合系统。

背景技术

有人机与无人机组合是未来航空领域发展的方向。当前的有人机/无人机组合方式通常采用有人机机翼下挂装无人机和机身内部舱室装载无人机两种方式。前者受机翼下挂点挂装能力、挂点周边结构尺寸等因素约束，对无人机的重量、几何尺寸、布局形式等要求很高；后者对无人机重量、几何尺寸及有人机机身舱室尺寸等要素要求较高。两种形式都不具备大/中型无人机的挂载能力。

为了满足高度、航程、续航时间、负载、反应时间和覆盖区域等方面的要求，现有的有人机/无人机组合方案都需要飞机以一定的气动阻力损失或者飞行性能的降低为代价，很难获得取得载机自身性能与无人机性能的平衡。此外，无人机与有人机必须同步设计，两者的通用性、适应性及扩展使用能力均较低，且很难解决不同构型气动布局形式差异过大带来的操纵难题。有人机更多的是作为专用的无人机载机使用，自身使用适应性和通用性不强。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提出一种有人机与无人机的组合系统，采用外挂无人机与有人机结合的形式来满足需求。

本申请提出一种有人机与无人机的组合系统，所述组合系统包括有人机(1)、第一外挂无人机(2)、第二外挂无人机(3)、前联结器(4)、翼尖联结器(5)，前联结器(4)包括有人机前联结器和无人机前联结器，翼尖联结器(5)包括有人机翼尖联结器和无人机翼尖联结器，其中：

有人机(1)的鸭翼采用可收放式鸭翼，尾翼为单个垂直尾翼，有人机(1)两侧机翼中部均设置短舱，两侧短舱分别设置有人机前联结器(4)，所述短舱用于收纳起落架及前联结器(4)；有人机(1)的平尾两侧翼尖分别设置有人机翼尖联结器；

第一外挂无人机(2)和第二外挂无人机(3)的机头位置均设置无人机前联结器，第一外挂无人机(2)的无人机前联结器和第二外挂无人机(3)的无人机前联结器，分别与有人机(1)两侧短舱的有人机前联结器连接；第一外挂无人机(2)和第二外挂无人机(3)的机翼外缘设置无人机翼尖联结器，第一外挂无人机(2)的无人机翼尖联结器和第二外挂无人机(3)的无人机翼尖联结器，分别与有人机(1)两侧的有人机翼尖联结器连接。

优选的，前联结器(4)和翼尖联结器(5)均通过机载计算机实现同步开/断、分离。

优选的，前联结器(4)和翼尖联结器(5)均具备数据传输装定能力。

优选的，第一外挂无人机(2)和第二外挂无人机(3)的垂直尾翼布置在水平尾翼翼尖，可随水平尾翼共同折叠收起。

优选的，第一外挂无人机(2)和第二外挂无人机(3)在挂载状态水平尾翼向内、向上折叠收起，自由飞行状态下释放至水平状态。

优选的，第一外挂无人机(2)和第二外挂无人机(3)的机翼为平直机翼或者可变掠翼。

优选的，第一外挂无人机(2)和第二外挂无人机(3)的机翼为平直机翼，则第一外挂无人机(2)和第二外挂无人机(3)的挂载状态下机翼外段可向内收缩至内翼段，自由飞行状态下外伸至完全状态。

优选的，有人机(1)的机翼为低雷诺数下高升力翼型。

综上所述，与常规采用的有人机机翼下挂载无人机或机舱内挂装无人机的布局形式相比，本布局方案采用外部搭载无人机方式，有人机与无人机组合连接时构成了类似于双尾撑尾形式的布局结构，分离后则各自形成正常的飞机布局形式，具备了如下优点：

1、节约了机翼下有限的挂载能力，可在不影响有人机自身布局及挂载能力前提下实现有人飞机与多种重量级别、多种布局形式的无人机的组合搭配使用，提高了有人机与无人机的组合能力；

2、有人机采用可收放式鸭翼，用于适应挂装/分离无人机时组合系统姿态差异及瞬时变化对操纵性能的影响；

3、组合状态下构成的双尾撑布局模式，能够有效提高整体的巡航速度，扩大无人机使用范围，提高了对敏感事件和敏感目标的反应时间，同时减少了无人机作为外挂物带来的阻力损失；

4、在不改变整体布局形式的前提下，可以根据任务需求变换无人机种类，实现多种搭配方式(如无人机作为对地导弹、作为诱饵、作为察打一体机、作为战场信息基站、作为战场监视设备等)，提高了无人机的使用适应性和灵活性；

5、较大重量起飞时，无人机可作为助推火箭使用，利用无人机发动机提供辅助动力，改善整体的起降性能；

6、有人机与无人机无需做过大改动即可完成升级改造，更新换代及改造成本低。

附图说明

图1为本申请提供的一种有人机与无人机的组合系统在组合状态的示意图；

图2为本申请提供的一种有人机与无人机的组合系统在分离状态的示意图；

其中：1-有人机、2-第一外挂无人机、3-第二外挂无人机、4前联结器、5翼尖联结器。

具体实施方式

实施例一

本发明所构建的有人机+无人机组合布局，具有构型灵活、方案成熟、对有人机约束小、有人机/无人机性能损失小、不同构型气动转换难度小等优势。

如图1-2所示，本申请提供一种有人机与无人机的组合系统，包括有人机(1架)、无人机(2架)。

有人机采用正常式布局，内置单发(或双发)发动机置于机身内部(或采用以下吊装)，采用可收放式鸭翼，单个垂直尾翼；机翼采用低雷诺数下高升力翼型。前翼、后翼的后缘处设置操纵舵面，机翼中部设置短舱用于收纳起落架及无人机前联结器。

无人机采用平直机翼，挂载状态下机翼外段可向内收缩至内翼段，自由飞行状态下外伸至完全状态，机翼后缘设置舵面；挂载状态水平尾翼可向内、向上折叠收起，自由飞行状态下释放至水平状态，平尾后缘设置操纵舵面，通过不同方向的偏转组合实现升降舵功能；垂直尾翼布置在水平尾翼翼尖，可随水平尾翼共同折叠收起，后缘设置操纵舵面，通过不同方向的偏转实现方向舵功能；发动机布置在机体后上方(或机体内部)。

有人机与无人机采用两点联结方式，无人机机头与有人机机翼短舱后部为前联结点，无人机机翼翼尖与有人机平尾翼尖为侧联结点，两处联结点通过机载计算机实现同步开/断、分离；联结点同时具备数据传输装定能力。

实施例二

本发明的一个实施例为某种有人攻击机与无人机组合攻击系统。具体的，包括有人机(1架)、无人机(2架)。有人机采用正常式布局，采用可收放式鸭翼，机翼中部设置短舱用于收纳起落架及无人机前联结器。无人机采用平直可收缩机翼，机翼外段可向内收缩至内翼段，；水平尾翼可折叠收起/伸展释放。无人机机头与有人机机翼短舱、无人机机翼翼尖与有人机平尾翼尖的两点联结方式，两处联结点可实现同步联结/分离；联结点同时具备数据传输装定能力。

有人机机长12m，翼展15.5m，机高4.3m，机翼参考面积60㎡。无人机机长5.38m，翼展6.2m(全伸长)/3.2m(全收起)，机高1.2m，机翼参考面积20㎡。

经过计算分析，该实施例能达到的性能指标如下：

最大飞行速度Ma＝1.0(单独有人机)/0.4(单独无人机)/0.8(组合状态)；

待机速度Ma＝0.7(单独有人机)/0.1(单独无人机)/0.6(组合状态)；

待机高度8000m(单独有人机)/2500m(单独无人机)/5000(组合状态)；

续航时间(R＝800km)6h(单独有人机)/3h(单独无人机)/4.5h(组合状态)；

最大航程3000km(单独有人机)/800km(单独无人机)/1500km(组合状态)。

综上所述，本申请提供的一种有人机与无人机的组合系统，由1架有人机与2架无人机前后联结形成的组合布局。有人机机翼短舱与无人机机头、无人机机翼翼尖与有人机平尾翼尖的两点联结方式；两处联结点可实现同步联结/分离；联结点同时具备数据传输装定能力。