無人機降落方式大盤點
發布時間:2017-07-12 責任編輯:wenwei
【導讀】控製無人機是一件很傷腦筋的事。不管你多謹慎,一不小心,幾千、幾萬元的無人機可能就會缺胳膊少腿、沒(mei)電(dian),或(huo)者(zhe)開(kai)始(shi)亂(luan)飛(fei),然(ran)後(hou)重(zhong)重(zhong)地(di)撞(zhuang)到(dao)地(di)上(shang)。那(na)麼(me),怎(zen)樣(yang)才(cai)能(neng)讓(rang)我(wo)們(men)的(de)無(wu)人(ren)機(ji)飛(fei)行(xing)著(zhe)陸(lu)更(geng)安(an)全(quan)呢(ne)?首(shou)先(xian)來(lai)了(le)解(jie)一(yi)下(xia)無(wu)人(ren)機(ji)的(de)主(zhu)要(yao)回(hui)收(shou)方(fang)式(shi)。

無人機空中回收發展經過了三個時期:第一個時期是由於使用不具備滑翔能力的圓形降落傘係統,其典型應用於美國“火蜂”AQM-34N型偵察無人機上。第二個時期是在廣泛應用具有較高滑翔能力的衝壓翼傘基礎上開始的,其典型應用是美國Vertigo公(gong)司(si)研(yan)製(zhi)的(de)中(zhong)距(ju)無(wu)人(ren)機(ji)回(hui)收(shou)項(xiang)目(mu)。第(di)三(san)個(ge)時(shi)期(qi)是(shi)以(yi)智(zhi)能(neng)吊(diao)鉤(gou)的(de)出(chu)現(xian)為(wei)標(biao)誌(zhi)的(de)。牽(qian)引(yin)傘(san)傘(san)繩(sheng)在(zai)一(yi)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge)智(zhi)能(neng)吊(diao)鉤(gou)鉤(gou)爪(zhao)張(zhang)口(kou)內(nei)時(shi),鉤(gou)爪(zhao)感(gan)知(zhi)到(dao)結(jie)合(he)繩(sheng)(牽引傘傘繩)後會自動閉合,完成鉤掛工作,大大提高了回收的適用。
無人機的回收方式可歸納為傘降回收、空中回收、起落架滑跑著陸、攔阻網回收、氣墊著陸和垂二主著陸回收等類型。有些無人機采用非整機回收,這種情況通常是回收任務設備艙,飛機其他部分不回收。
例如,美國的D-21/GTD-21B在完成飛行任務後,其任務設備艙被彈射出機體,由C-130飛(fei)機(ji)空(kong)中(zhong)回(hui)收(shou)。有(you)些(xie)小(xiao)型(xing)無(wu)人(ren)機(ji)在(zai)回(hui)收(shou)時(shi)不(bu)用(yong)回(hui)收(shou)工(gong)具(ju)而(er)是(shi)靠(kao)機(ji)體(ti)某(mou)部(bu)分(fen)直(zhi)接(jie)觸(chu)地(di)回(hui)收(shou)笆(ba)機(ji),采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)簡(jian)單(dan)回(hui)收(shou)方(fang)式(shi)的(de)無(wu)人(ren)機(ji)通(tong)常(chang)是(shi)機(ji)重(zhong)小(xiao)於(yu)10kg,最大特征尺寸在3.5m以下。例如,英國的UMACII飛翼式無人機,完成任務後靠機腹著陸回收。
1.傘降回收

這是一種較普通的回收方式。降落傘由主傘和減速傘(也稱阻力傘)erjisanzucheng。dangwurenjiwanchengrenwuhou,dimianzhanfayaokongzhilinggeiwurenji,shifadongjimanche,feijijiansu,jianggao。daodaheshifeixinggaoduhesudushi,kaijiansusan,shifeijijijujiansu,jianggao,cishifadongjiyitingche;當無人機降到某飛行高度和速度時,回收控製係統發出信號,使主傘開傘,先呈收緊充氣狀態,過了一定時間,主傘完全充氣;無人機懸掛在主傘下慢慢著陸,機下觸地開關接通,使主傘與無人機脫離。
zheshiduijiangluosanhuishouguochengzuijiandandemiaoshu,shenglvelezhongjianhuanjieheguocheng。weijinliangjianshaowurenjihuishouhoudesunshang,tebieshiweibaohujizairenwushebei,youxiewurenjihaizaijitichudibuweianzhuangjianzhenzhuangzhi,chongqidaishiyizhongchangyongdejianzhenzhuangzhi。tongshihaiyaokaolvdaojitizhedibuweiyaojinkenengyuanlirenwushebeicang。
例如,加拿大的CL-89,回收時,無人機上下翻轉180°,使(shi)機(ji)腹(fu)在(zai)上(shang),機(ji)背(bei)在(zai)下(xia),機(ji)背(bei)前(qian)後(hou)的(de)著(zhe)陸(lu)氣(qi)包(bao)著(zhe)地(di),吸(xi)收(shou)撞(zhuang)擊(ji)能(neng)量(liang),保(bao)護(hu)機(ji)腹(fu)內(nei)的(de)任(ren)務(wu)設(she)備(bei)。有(you)些(xie)無(wu)人(ren)機(ji)機(ji)體(ti)著(zhe)地(di)部(bu)分(fen)被(bei)設(she)計(ji)成(cheng)較(jiao)脆(cui)弱(ruo)的(de)部(bu)件(jian),當(dang)做(zuo)飛(fei)機(ji)著(zhe)地(di)的(de)減(jian)震(zhen)裝(zhuang)置(zhi)。例(li)如(ru),英(ying)國(guo)的(de)”不死鳥”在回收開傘後翻轉180°,機腹朝上,機背向下,機背整流罩較脆弱,允許著地時被壓扁,吸收著地撞擊力,保護機腹的任務設備短艙。
2.空中回收

yongyourenjizaikongzhonghuishouwurenjidefangshimuqianzhizaimeiguoshiyong。caiyongzhezhonghuishoufangshi,zaiyourenjishangbixuyoukongzhonghuishouxitong,zaiwurenjishangchuleyouzulisanhezhusanzhiwai,haixuyougouguisan、吊索和可旋轉的脫落機構。
其(qi)簡(jian)單(dan)回(hui)收(shou)過(guo)程(cheng)如(ru)下(xia)地(di)麵(mian)站(zhan)發(fa)出(chu)遙(yao)控(kong)指(zhi)令(ling),陽(yang)力(li)傘(san)開(kai)傘(san),同(tong)時(shi)使(shi)發(fa)動(dong)機(ji)停(ting)車(che),當(dang)無(wu)人(ren)機(ji)在(zai)阻(zu)力(li)傘(san)作(zuo)用(yong)下(xia)降(jiang)到(dao)一(yi)定(ding)高(gao)度(du)和(he)一(yi)定(ding)速(su)度(du)時(shi),回(hui)收(shou)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)發(fa)出(chu)開(kai)主(zhu)傘(san)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao),打(da)開(kai)鉤(gou)掛(gua)傘(san)和(he)主(zhu)傘(san),主(zhu)傘(san)先(xian)呈(cheng)收(shou)緊(jin)充(chong)氣(qi)狀(zhuang)態(tai),不(bu)久(jiu),就(jiu)完(wan)全(quan)充(chong)氣(qi);cishigouguasangaoyuzhusan,gouguasanxiamiandediaosuobaozhengzhixiangzhusanqianjindefangxiang,zaidiaosuoshanganzhuangzhishifangxiangdefengxiangqi,shiyourenjibianyubianrenhegouzhugouguisan。
這zhe時shi,有you人ren機ji逆ni風feng進jin入ru,鉤gou住zhu無wu人ren機ji鉤gou掛gua傘san與yu吊diao索suo,當dang無wu人ren機ji被bei鉤gou住zhu時shi,主zhu傘san自zi動dong脫tuo離li無wu人ren機ji,有you人ren機ji用yong絞jiao盤pan絞jiao起qi無wu人ren機ji,空kong中zhong懸xuan掛gua運yun走zou。這zhe種zhong回hui收shou方fang式shi不bu會hui損sun傷shang無wu人ren機ji。但dan是shi為wei回hui收shou無wu人ren機ji要yao出chu動dong有you人ren機ji,費fei用yong高gao;在回收時要求有人機駕駛員有較高的駕駛技術;受天氣與風情影響大,加上傘的性能無法事先估計,其回收的可靠性低。隨著回收技術的提高,回收的可靠性將會提高。例如,美國的“火蜂”II用空中回收方式,在回收時,直升機鉤掛高於主傘24.08m的鉤掛傘。
3.起落架滑跑著陸

這種回收方式與有人機相似,不同之處是:
①跑道要求不如有人機苛刻。
②有些無人機的起落架局部被設計成較脆弱的結構,允許著陸時撞地損壞,吸收能量。例如英國的”大鴨”I,這是一種機重15kg,翼展2.70m、機長2.10m的小型無人機,機身下有著陸滑橇,機翼有翼尖滑橇,翼尖滑橇較脆弱,回收時允許折斷,以吸收撞擊力。
③為縮短著陸滑跑距離,有些無人機例如以色列的”先鋒”、“猛犬”、“偵察兵”等在機尾裝尾鉤,在著陸滑跑時,尾鉤鉤住地麵攔截繩,大大縮短了著陸滑跑距離。
4.攔阻網或“天鉤”回收

用攔阻網係統回收無人機是目前世界小型無人機較普遍采用的回收方式之一。攔阻網係統通常由攔阻網、能(neng)量(liang)吸(xi)收(shou)裝(zhuang)置(zhi)和(he)自(zi)動(dong)引(yin)導(dao)設(she)備(bei)組(zu)成(cheng)。能(neng)量(liang)吸(xi)收(shou)裝(zhuang)置(zhi)與(yu)攔(lan)阻(zu)網(wang)相(xiang)連(lian),其(qi)作(zuo)用(yong)是(shi)吸(xi)收(shou)無(wu)人(ren)機(ji)撞(zhuang)網(wang)的(de)能(neng)量(liang),免(mian)得(de)無(wu)人(ren)機(ji)觸(chu)網(wang)後(hou)在(zai)網(wang)上(shang)彈(dan)跳(tiao)不(bu)停(ting),以(yi)致(zhi)損(sun)傷(shang)。自(zi)動(dong)引(yin)導(dao)設(she)備(bei)一(yi)般(ban)是(shi)一(yi)部(bu)置(zhi)於(yu)網(wang)後(hou)的(de)電(dian)視(shi)攝(she)像(xiang)機(ji),或(huo)是(shi)裝(zhuang)在(zai)攔(lan)阻(zu)網(wang)架(jia)上(shang)的(de)紅(hong)外(wai)接(jie)收(shou)機(ji),由(you)它(ta)們(men)及(ji)時(shi)向(xiang)地(di)麵(mian)站(zhan)報(bao)告(gao)無(wu)人(ren)機(ji)返(fan)航(hang)路(lu)線(xian)的(de)偏(pian)差(cha)。
當無人機返航時、地麵控製站要求無人機以小角度下滑,最大速度不得超過120km/h,操(cao)縱(zong)人(ren)員(yuan)通(tong)過(guo)電(dian)視(shi)監(jian)視(shi)器(qi)監(jian)視(shi)無(wu)人(ren)機(ji)飛(fei)行(xing),並(bing)根(gen)據(ju)地(di)麵(mian)電(dian)視(shi)攝(she)像(xiang)機(ji)拍(pai)攝(she)的(de)圖(tu)像(xiang),或(huo)紅(hong)外(wai)接(jie)收(shou)機(ji)接(jie)收(shou)到(dao)的(de)無(wu)人(ren)機(ji)信(xin)號(hao),確(que)定(ding)返(fan)航(hang)路(lu)線(xian)的(de)偏(pian)差(cha),然(ran)後(hou)半(ban)自(zi)動(dong)地(di)控(kong)製(zhi)無(wu)人(ren)機(ji),修(xiu)正(zheng)飛(fei)行(xing)路(lu)線(xian)、使之對準地麵攝像機的瞄準線,飛向攔阻網。無人機觸網時的過載通常不能大於6g,以免攔阻網遭到較大損壞。例如,以色列的“偵察兵”、美國的”蒼鷹”等都用攔阻網回收。
“天鉤”回收和攔阻網回收功能相似,回收時控製無人機飛向繩索,利用無人機翼尖的掛鉤鉤住繩索回收。美國的”掃描鷹”無人機便采用此種回收方式。
5.氣墊著陸

20世紀70年代出現了氣墊車、氣墊船,它們利用氣墊效應離開地麵或水麵騰空行駛。無人機氣墊著陸的工作原理是一樣的。在無人機的機腹四周裝上”橡膠裙邊。,中間有一個帶孔的氣囊,發動機把空氣壓人氣囊,壓縮空氣從囊孔噴出,在機腹下形成高壓空氣區——氣墊,氣墊能夠支托無人機貼近地麵,而不與地麵發生猛烈撞擊。20世紀70年代中期,美國用澳大利亞的”金迪維克”無人機作為氣墊著陸的研究機,進行氣墊著陸項目試驗研究,取得較大成績。
氣墊著陸的最大優點是,無人機能在未經平整的地麵、泥地、冰雪地或水上著陸,不受地形條件限製。此外,不受無人機大小、重量限製,且回收率高,據說可以達到1分鍾 1架次,而空中回收則是1小時1架次。
6.垂直著陸回收

垂直著陸的無人機機動靈活、反應迅速,適於低速、低di空kong抵di近jin飛fei行xing,可ke以yi垂chui直zhi起qi降jiang和he空kong中zhong懸xuan停ting,不bu需xu要yao特te定ding的de起qi降jiang場chang地di,可ke以yi在zai狹xia窄zhai空kong間jian執zhi行xing任ren務wu,所suo以yi受shou到dao廣guang泛fan應ying用yong。根gen據ju旋xuan翼yi數shu量liang和he布bu局ju的de不bu同tong,垂chui直zhi著zhe陸lu無wu人ren機ji可ke分fen為wei單dan旋xuan翼yi無wu人ren機ji、雙旋翼無人機、四旋翼無人機、撲翼機、滾翼機和飛蝶無人機等。
大家需要注意的是:
1、為什麼用滿杆地板油直線下降?隻要是稍微謹慎點的人就不會這麼飛吧?
答:我wo們men希xi望wang在zai比bi較jiao極ji端duan的de條tiao件jian下xia,最zui明ming顯xian地di為wei大da家jia展zhan示shi出chu高gao速su直zhi線xian下xia降jiang時shi出chu現xian的de問wen題ti。實shi際ji上shang隻zhi要yao下xia沉chen速su率lv超chao出chu了le較jiao為wei安an全quan的de範fan圍wei,這zhe些xie隱yin患huan便bian客ke觀guan存cun在zai,尤you其qi是shi失shi速su。導dao致zhi飛fei行xing器qi不bu穩wen定ding的de因yin素su是shi速su率lv過guo快kuai和he直zhi線xian降jiang落luo,我wo們men更geng希xi望wang強qiang調tiao的de是shi走zou航hang線xian降jiang落luo的de重zhong要yao性xing。
2、那我在空中八字掰杆停機,降到一定高度時再掰杆啟動電機會怎麼樣呢?
答:團tuan隊dui以yi前qian的de成cheng員yuan自zi己ji玩wan的de時shi候hou曾zeng經jing這zhe麼me試shi過guo,結jie果guo就jiu是shi提ti控kong回hui家jia。不bu要yao拿na幾ji千qian上shang萬wan的de設she備bei和he生sheng命ming安an全quan開kai玩wan笑xiao。失shi速su就jiu不bu用yong說shuo了le,螺luo旋xuan槳jiang停ting轉zhuan後hou,飛fei控kong也ye就jiu無wu法fa通tong過guo轉zhuan速su的de調tiao整zheng穩wen定ding飛fei行xing器qi的de姿zi態tai,我wo們men可ke以yi估gu算suan一yi下xia飛fei行xing器qi會hui在zai空kong中zhong翻fan滾gun多duo少shao度du。
3、在我們的試驗中,我們的精靈1jingshouzhulekaoyan,huanjingfengsubingbuda,feikongduizitaiwendingzuochulebuchang,bingmeiyouzaikongzhongcefan。suizhewurenjichanpindegengxinshengji,changshangyeduizuidaxiachensulvzuochuleyuelaiyueanquandexianzhi,danshizouhangxianjiangluoyiranyouzhuyutishengfeixingqidewendingxingheanquanxing。
4、zaixiaohaoyibufendianlianghou,youyuzuidadonglimeiyouyikaishinamegao,womenmeiyicidegaosuzhixianxiajiangdouwufagaichushisuzhuangtai,feixingqicicizhuidi,danqihoujihuwufakongzhifangxiang,shipinzhongzhanshidejinjinshizuiyanzhongdeyicishikong。
5、如果飛行器上掛載了雲台相機,高速下降時的抖動是雲台很難消除的,進而會影響拍攝畫麵的質量。墜地後也很容易對雲台和相機造成損害。
本文轉載自無人機科普。
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