适合无人机多机弧形气体助力弹射起飞连续供给执行系统的制作方法

本技术涉及无人机助力弹射起飞，尤其涉及适合无人机多机弧形气体助力弹射起飞连续供给执行系统。

背景技术：

0、技术背景

1、世界无人机市场空前活跃，在各个领域得到了广泛的推广应用，需求爆增。国内无人机产品日渐成熟，应用场景和成功案例越来越多，科技创新和进步成效显著。随着无人机在网络通信技术、自主技术、集群技术等方面的持续发展，无人机集群作业是未来无人机运用的一种趋势，其主要内容是利用合理的方式，将各功能载荷集成到无人机集群编队中，在单一无人机不足以达到工作效果的情况下，通过集群同步起飞模式可大范围有序地执行任务，可通过大量无人机之间的信息共享，扩大对无人机工作环境的感知和覆盖，实现大规模无人机之间的协同作业。这种灵活性可以提高任务执行效率，降低无人机系统开发时间和成本。

2、要实现无人机集群化，就必须保证无人机能够及时有效地投入到作战环境中，即实现一定数量的无人机连续批量化发射。蜂群无人机编队数量也在不断增加，如何将如此多的无人机尽快起飞，尤其是固定翼无人机。因为固定翼无人机的自身特性，其起飞正常是需要跑道的，但即便具备起飞跑道条件，多架无人机依次起飞，也使得最先起飞的无人机在空中盘旋等待时间较长。然而跑道起飞条件具备并不容易，因此，固定翼无人机发射架的使用逐渐被关注。

3、固定翼无人机起飞时需要较高的速度，因其自身推进能力有限，无法获得有效的初始起飞速度，因此采用弹射装置进行助力起飞已成为固定翼无人机的主要起飞方式。传统的中小型固定翼无人机发射多采用橡筋弹射和气压弹射以及火箭助推发射，其中火箭助推发射会产生大量的光和热，不利于隐蔽，橡筋弹射只适用于小微型固定翼无人机，利用压缩气体的气压弹射器弹射作为目前固定翼无人机的主要助力起飞方式，目前存在着一些亟待解决的问题。一是目前固定翼无人机利用压缩气体的气压弹射器发射装置的批量化，往往是一个无人机配备一个发射机构再进行简单的并联。这种发射机制由于需要同时起飞，当固定翼无人机被弹射出去后，大量的剩余压缩气体喷涌而出，强大的气流冲击邻近的固定翼无人机，容易对临机的控制系统在起飞瞬间造成干扰误差，造成飞机冲突及相撞。二是利用压缩气体的气压弹射器弹射固定翼无人机需要外接一套气压动力源供应系统，现有的利用压缩气体的气压弹射器由于采用单一气瓶供气，气瓶蓄能的充能时间过长，难以实现无人机的连续发射。并且单一气瓶不能保证恒压多次发射，导致弹射效率及精准度较低，在特定的固定翼无人机使用场合中具有一定的局限性。

4、因此，我们提出了一种新的固定翼无人机弹射器用动力装置，既能实现多机互不干扰同时弹射，又能保证连续发射时仍能为弹射器提供连续恒定的动力和无人机的快捷安装发射机构，从而提高发射准确度及效率，扩大利用压缩气体的气压弹射器的应用领域。

技术实现思路

1、为克服现有技术中对单个气动弹射装置无法实现连续发射无人机的问题，本技术提出了适合无人机多机弧形气体助力弹射起飞连续供给执行系统。本系统通过将多台无人机弹射装置固定于弧形控制装置上，弧形控制装置可调节无人机弹射装置竖直方向的发射倾角，无人机弹射装置还可沿弧形控制装置移动实现相邻无人机弹射装置水平方向间距的调节，将无人机弹射装置快速调节至最佳弹射起飞角度和间距，本系统通过集群无人机同时快速弹射起飞的无人机助力弹射快捷安装发射机构，避免无人机弹射装置自身瞬间释放的强大气流对相邻无人机造成的干扰，避免无人机自身动力机构造成的气流扰动的干扰，并且，通过高压气瓶、中心供气柜和空气压缩机的气源连续供应链系统保证了发射装置连续恒定的动力供应，提高了发射效率和发射安全性。

2、本技术的技术方案是这样实现的：

3、适合无人机多机弧形气体助力弹射起飞连续供给执行系统，包括发射装置、控制装置和动力装置，所述发射装置包括发射筒、动力推杆和固定座；所述动力推杆置于所述发射筒内，所述动力推杆用于带动固定于所述动力推杆一端的无人机运动，获得起飞初速度；所述固定座与所述发射筒固定连接；所述发射筒下侧面设置有第一齿轮和限位凸台；

4、所述控制装置包括弧形平台、支撑底座和旋转中轴，所述旋转中轴与所述弧形平台固定连接，所述旋转中轴上设置有第二齿轮和旋转轴套，所述支撑底座通过所述旋转轴套与所述旋转中轴连接，所述旋转中轴固定所述旋转轴套位置两端设置有限位凸起，用于所述旋转轴套的横向限位；所述支撑底座上固定有第三齿轮，所述第三齿轮与所述第二齿轮相啮合，所述第三齿轮旋转，带动固定所述第二齿轮的所述旋转中轴转动，带动所述弧形平台改变角度，用于调节固定于所述弧形平台的所述发射装置的发射角度，所述弧形平台倾斜角度的取值范围为0～90°；

5、进一步的，所述弧形平台侧面设置有齿牙，顶面设置有滑槽，所述发射筒放置于所述弧形平台顶面，固定于所述发射筒的所述限位凸台置于所述滑槽内，并可沿所述滑槽滑动，所述齿牙与固定于所述发射筒下侧面的所述第一齿轮相啮合，所述第一齿轮旋转，带动所述发射筒沿所述滑槽在所述弧形平台上左右移动，实现相邻所述发射筒水平方向间距的调节，将所述发射装置快速调节至最佳弹射起飞角度和间距；

6、进一步的，所述固定座包括固定板、弹性固定轴套和锁紧螺栓，所述弹性固定轴套与所述发射筒远发射端固定连接，所述锁紧螺栓穿过所述固定座和所述弹性固定轴套；所述锁紧螺栓用于控制所述发射筒在所述固定板内的旋转与固定；

7、进一步的，所述固定板内侧对称设置有第一齿牙面，所述弹性固定轴套两侧对称设置有第二齿牙面，所述第一齿牙面与所述第二齿牙面成对设置形成齿牙对，所述锁紧螺栓依次穿过所述两个齿牙对，通过旋紧所述锁紧螺栓增加所述发射筒与所述固定板连接处的摩擦力；

8、进一步的，所述发射筒固定于所述弧形平台的弧形支架上，所述固定座固定于所述弧形平台的支撑支架上；所述发射筒在所述弧形平台上移动时，所述固定座固定不动，所述发射筒近所述固定座端在所述固定座内转动；在保证了发射装置弹射无人机时的稳定性的前提下实现了发射装置在控制装置上的可调节性。

9、进一步的，所述发射筒包括第一腔体、第二腔体、第三腔体、发射筒内壁和发射筒外壁，所述发射筒内壁和所述发射筒外壁形成所述第一腔体，所述第二腔体向所述发射筒近发射端倾斜嵌于所述发射筒内壁，所述第二腔体的一端与所述第一腔体连通，另一端与所述发射筒的腔体连通，所述第三腔体竖直内嵌于所述发射筒内壁的上侧壁内，所述第三腔体为贯穿所述发射筒内壁的向下收敛的锥形结构；所述第三腔体内放置有一浮动活塞，高压气体将所述动力推杆推出所述发射筒后，此时所述高压气体在所述发射筒的腔体内的压强大于所述第一腔体内的压强，所述浮动活塞被所述高压气体顶起，所述高压气体迅速进入所述第一腔体，用于分散所述发射筒的腔体内的高压气体，当所述发射筒的腔体内的剩余高压气体冲出所述发射筒后，所述发射筒的腔体内的压强减小，所述浮动活塞由于重力作用回到原位封住所述第三腔体，此时所述第一腔体内的压强比所述发射筒的腔体内的压强大，此时分散进所述第一腔体的气体沿所述第二腔体散出所述发射筒；此设计减小了压缩气体冲出发射筒口时的瞬时扩张范围。

10、进一步的，所述动力装置包括高压气瓶、中心供气柜和空气压缩机，所述发射筒远发射端通过软管与所述高压气瓶固定连接，所述发射筒远发射端与所述高压气瓶之间设置有通断阀门和安全阀；多个所述高压气瓶与所述中心供气柜固定连接，所述中心供气柜与所述空气压缩机固定连接，所述中心供气柜可设置多个；所述空气压缩机以汽油机作动力能源，能够向所述中心供气柜源源不断做压缩气体补给；所述中心供气柜，保障多个所述高压气瓶的连续供气，可由拖车承载，便于野外机动；所述高压气瓶用于所述发射装置提供直接动力，供给所述发射装置连续发射无人机。

11、本技术存在以下有益效果：

12、本技术采用弧形平台和旋转中轴相结合的控制装置，能够实时调节发射装置发射角度和相邻发射装置的间隔，将无人机弹射装置快速调节至最佳弹射起飞角度和间距，使无人机不受助力筒自身瞬间释放的强大气流的干扰，不受无人机自身动力机构造成的气流扰动的干扰，不受起飞瞬间无人机自身的控制和结构的工作误差，以最佳姿态起飞，降低飞机冲突或相撞的风险，提高了起飞成功率。

13、系统整体结构紧凑，便于携带和部署，实现无人机的快捷安装发射，适用于各种复杂环境。

14、发射筒与固定座的组合设计，使得无人机在发射过程中保持稳定，降低了震动和冲击对无人机的影响，提高了无人机的使用寿命。

15、浮动活塞的设计，将一部分高压气体迅速分散到第一腔体内，有效减小了压缩气体冲出发射筒口时的瞬时扩张范围，降低了起飞过程中可能产生的安全风险。

16、高压气瓶和中心供气柜的组合，为发射装置提供了稳定的气源供应，保证了无人机的连续发射。

17、采用汽油机作为动力源的空气压缩机，能够实现中心供气柜的持续供气，满足了无人机长时间、高频率发射的需求。

18、系统可由拖车承载，便于野外机动，提高了其在实际应用中的灵活性和适用范围。