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申请/专利权人：中国科学院光电研究院

摘要：本公开提供了一种临近空间飞行器投放系统及其使用方法，其临近空间飞行器投放系统包括：临近空间飞行器、投放架、挂载索具和切割器；临近空间飞行器其尾部设置有吊环；投放架上设置有吊环；挂载索具分别连接投放架上设置的吊环和临近空间飞行器上设置的吊环；切割器设置在挂载索具上。本公开使用体积小重量轻的尾部吊环作为临近空间飞行器在投放前的约束部件，不需要安装其他结构件，极大地降低了投放对飞行器飞行性能的影响。

主权项：1.一种临近空间飞行器投放系统，其中，包括：临近空间飞行器，其机体结构的尾部设置有吊环；投放架，包括n个隔断舱室，其中n≥1，所述投放架上设置有吊环，所述吊环位于每个所述隔断舱室的顶部中心位置；挂载索具，分别连接所述投放架上设置的吊环和所述临近空间飞行器上设置的吊环；切割器，设置在所述挂载索具上；隔震挡板，安装在所述投放架内，且包裹在所述投放架上；所述隔震挡板为泡沫材料；底部托板，安装在所述投放架上每个隔断舱室的底部。

全文数据：临近空间飞行器投放系统及其使用方法技术领域本公开涉及飞行器领域，尤其涉及一种临近空间飞行器投放系统及其使用方法。背景技术临近空间是指距地面20～100公里的空域，由于其重要的开发应用价值而在国际上引起广泛关注。临近空间飞行器是指在临近空间作长期、持续飞行的飞行器或亚轨道飞行器或在临近空间飞行的高超声速巡航飞行器，此类飞行器在通信保障、情报收集、电子压制、预警、民用等方面极具发展潜力。目前依靠自主飞行至临近空间高度的飞行器主要面临两大难题：首先是上升段需穿越不稳定气流区，易导致机体结构破坏；其次是爬升段所需推进功率大，导致能源动力系统和结构重量显著增加，进而导致有效载荷能力显著降低。临空投放技术能够很好的解决上述两个问题，不仅能使无人机的设计更有针对性，提高设计点的效率，并且还能够降低对地面起降条件、配套保障的要求，大幅降低临近空间飞行器系统的设计、使用难度。在实施临空投放过程中，利用浮空器平台将飞行器带至临近空间高度后进行受控投放，是一种较为可行的方案。为了提高系统的使用效率，通常在一次飞行中进行不少于三架飞行器的临空投放任务，此处多架次定义为不少于三架飞行器。目前，国际上还没有多架次临近空间飞行器实施临空投放的先例，本发明中的临近空间投放系统将为此提供解决方案。发明内容一要解决的技术问题本公开提供了一种临近空间飞行器投放系统及其使用方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。二技术方案根据本公开的一个方面，提供了一种临近空间飞行器投放系统，包括：临近空间飞行器，其机体结构的尾部设置有吊环；投放架，所述投放架上设置有吊环；挂载索具，分别连接所述投放架上设置的吊环和所述临近空间飞行器上设置的吊环；切割器，设置在所述挂载索具上。在本公开的一些实施例中，所述投放架包括n个隔断舱室，其中n≥1；在本公开的一些实施例中，所述投放架上设置的吊环位于每个所述隔断舱室的顶部中心位置。在本公开的一些实施例中，还包括：隔震挡板，安装在所述投放架内，且包裹在所述投放架上；所述隔震挡板为泡沫材料。在本公开的一些实施例中，还包括：底部托板，安装在所述投放架上每个隔断舱室的底部。在本公开的一些实施例中，所述投放架为桁架框架结构。在本公开的一些实施例中，所述切割器为火工品切割器。根据本公开的一个方面，提供了一种临近空间飞行器投放系统使用方法，包括：步骤S100：对临近空间飞行器调试完毕后，将临近空间飞行器调整为竖直方向，并将临近空间飞行器尾部的吊环朝向投放架顶部；步骤S200：通过挂载索具连接临近空间飞行器和投放架，并将切割器设置在挂载索具上；步骤S300：浮空平台通过地面基础设施进行释放，使浮空平台携带临近空间飞行器投放系统升空；步骤S400：到达预定投放高度和投放区域后，利用切割器切割挂载索具，将临近空间飞行器进行投放。在本公开的一些实施例中，步骤S300中所述浮空平台包括：高空气球、超压气球和或飞艇中任意一种。在本公开的一些实施例中，步骤S400中，所述切割器为火工品切割器，将火工品切割器上电，切割挂载索具，对临近空间飞行器进行投放。三有益效果从上述技术方案可以看出，本公开临近空间飞行器投放系统及其使用方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：1本公开使用体积小重量轻的尾部吊环作为临近空间飞行器在投放前的约束部件，不需要安装其他结构件，极大地降低了投放对飞行器飞行性能的影响。2本公开使用柔性索具作为临近空间飞行器在投放前的约束，给予飞行器一定自由度，防止其在上升过程中出现结构破坏。3本公开使用分舱室的桁架框架分别对多架次临近空间飞行器进行约束，防止不同飞行器问相互影响，结构切实可行、简单可靠。4本公开使用火工品切割器将柔性约束索具切断，完成临近空间飞行器的投放任务，系统安全可靠，提高了任务成功的概率。5本公开使用临近空间浮空平台作为母平台，搭载多架次临近空间浮空器执行投放任务，提高了系统使用效率，降低了研究成本。附图说明图1为本公开实施例临近空间飞行器投放系统的结构示意图。图2为本公开实施例临近空间飞行器投放系统中临近空间飞行器的结构示意图。图3为本公开实施例临近空间飞行器投放系统中投放架的结构示意图。图4为本公开实施例临近空间飞行器投放系统中隔震挡板的结构示意图。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】1：临近空间飞行器；1-1：机体结构；1-2：吊环；2-投放架；2-1：桁架框架；2-2：吊环；3：隔震挡板；4：底部托板；5：挂载索具；6：切割器。具体实施方式本公开提供了一种临近空间飞行器投放系统及其使用方法，其临近空间飞行器投放系统包括：临近空间飞行器、投放架、挂载索具和切割器；临近空间飞行器其尾部设置有吊环；投放架上设置有吊环；挂载索具分别连接投放架上设置的吊环和临近空间飞行器上设置的吊环；切割器设置在挂载索具上。本公开使用体积小重量轻的尾部吊环作为临近空间飞行器在投放前的约束部件，不需要安装其他结构件，极大地降低了投放对飞行器飞行性能的影响。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种临近空间飞行器投放系统。图1为本公开实施例临近空间飞行器投放系统的结构示意图。图2为本公开实施例临近空间飞行器投放系统中临近空间飞行器的结构示意图。图3为本公开实施例临近空间飞行器投放系统中投放架的结构示意图。图4为本公开实施例临近空间飞行器投放系统中隔震挡板的结构示意图。如图1所示，本公开临近空间飞行器投放系统包括：临近空间飞行器1、投放架2、挂载索具5和切割器6。临近空间飞行器1的吊环1-2和投放架2的吊环2-2通过挂载索具5连接，切割器6设置在挂载索具5上，用于切割挂载索具5，使临近空间飞行器1与投放架2分离，进行临近空间飞行器1的投放。本公开结构设计巧妙，不需要安装其他结构件，极大地降低了投放对飞行器飞行性能的影响。以下对各组成部分进行详细说明，其中：临近空间飞行器1，如图2所示，包括机体结构1-1和设置在机体结构1-1尾部的吊环1-2。投放架2，如图3所示，由桁架框架2-1构成，作为投放架2的主承力部件。一般采用45钢管材加工而成。进一步地，投放架2包括多个隔断舱室，在一具体实施例中提供一种具有三个隔断舱室的投放架2。更进一步地，投放架2上的吊环2-2可以设置在每个隔断舱室的顶部中心位置。挂载索具5，作为柔性连接约束投放前临近空间飞行器1的自由度，挂载索具5穿过临近空间飞行器1上的吊环1-2后，采用绳结形式固定在投放架2的吊环2-2上。挂载索具5通常采用具有高强度的超高分子量聚乙烯绳索。切割器6，可以选用火工品切割器。可选择的包括：隔震挡板3，安装在所述投放架2内，且包裹在所述投放架2上。在一具体实施方式中，隔震挡板3分别安装在投放架2的三个隔断舱室对应的桁架框架2-1内部，包裹在投放架2的桁架框架2-1的四周，防止在上升过程中临近空间飞行器1与投放架2发生碰撞，保护临近空间飞行器1的结构安全。具体的，每个隔断舱室内部的隔震挡板3根据不同临近空间飞行器1外形而各不相同。一般隔震挡板3选用泡沫材料。进一步可选择的包括：底部托板4，安装在每个隔断舱室的底部，使用绑扎带与桁架框架2-1连接，防止隔震挡板3移动。在本公开的第一个示例性实施例中，还提供了一种临近空间飞行器投放系统的使用方法，可将三台临近空间飞行器进行投放，具体包括：步骤S100：将三台临近空间飞行器调试完毕后，将临近空间飞行器调整为竖直方向，并将临近空间飞行器尾部的吊环朝向投放架顶部。步骤S200：挂载索具连接临近空间飞行器一隔断舱室的吊环和投放架的吊环，并将挂载索具两端在投放架一隔断舱室顶部吊环上打绳结，确保连接稳定。在其他隔断舱室中重复上述步骤。再分别在挂载索具上安装切割器，这里选用火工品切割器。还可选择的包括：将三个隔震挡板装入投放架隔断舱室对应的桁架框架内。进而再使用绑扎带将底部托板固定在投放架底部，以防止隔震挡板的移动。步骤S300：浮空平台通过地面基础设施进行释放，使浮空平台携带临近空间飞行器投放系统升空。本实施例中浮空平台选用高空气球，在高空气球内部充入氦气后通过地面基础设施进行释放。步骤S400：到达预定投放高度和投放区域后，依次将火工品切割器上电，分别将三架临近空间飞行器投放。至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开临近空间飞行器投放系统及其使用方法有了清楚的认识。综上所述，本公开使用临近空间浮空平台作为母平台，能够搭载多架次临近空间浮空器执行投放任务，提高了系统使用效率，降低了研究成本。还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

权利要求：1.一种临近空间飞行器投放系统，其中，包括：临近空间飞行器，其机体结构的尾部设置有吊环；投放架，所述投放架上设置有吊环；挂载索具，分别连接所述投放架上设置的吊环和所述临近空间飞行器上设置的吊环；切割器，设置在所述挂载索具上。2.根据权利要求1所述的临近空间飞行器投放系统，其中，所述投放架包括n个隔断舱室，其中n≥1。3.根据权利要求2所述的临近空间飞行器投放系统，其中，所述投放架上设置的吊环位于每个所述隔断舱室的顶部中心位置。4.根据权利要求1所述的临近空间飞行器投放系统，其中，还包括：隔震挡板，安装在所述投放架内，且包裹在所述投放架上；所述隔震挡板为泡沫材料。5.根据权利要求2所述的临近空间飞行器投放系统，其中，还包括：底部托板，安装在所述投放架上每个隔断舱室的底部。6.根据权利要求1所述的临近空间飞行器投放系统，其中，所述投放架为桁架框架结构。7.根据权利要求1所述的临近空间飞行器投放系统，其中，所述切割器为火工品切割器。8.一种临近空间飞行器投放系统使用方法，包括：步骤S100：对临近空间飞行器调试完毕后，将临近空间飞行器调整为竖直方向，并将临近空间飞行器尾部的吊环朝向投放架顶部；步骤S200：通过挂载索具连接临近空间飞行器和投放架，并将切割器设置在挂载索具上；步骤S300：浮空平台通过地面基础设施进行释放，使浮空平台携带临近空间飞行器投放系统升空；步骤S400：到达预定投放高度和投放区域后，利用切割器切割挂载索具，将临近空间飞行器进行投放。9.根据权利要求8所述的临近空间飞行器投放系统，其中，步骤S300中所述浮空平台包括：高空气球、超压气球和或飞艇中任意一种。10.根据权利要求8所述的临近空间飞行器投放系统，其中，步骤S400中，所述切割器为火工品切割器，将火工品切割器上电，切割挂载索具，对临近空间飞行器进行投放。

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