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在当代军事侦察、战场监视、通信中继以及民用领域的物流运输、地理测绘、应急救灾等多元化任务背景下,无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)已成为不可或缺的空中作业平台。一个完整的无人机系统不仅包括飞行器本身,还涵盖了地面控制站、数据链、任务载荷以及至关重要的发射与回收(Launch and Recovery, L&R)系统。发射系统确保无人机从静止状态安全、可靠地加速至起飞速度;回收系统则需在有限的空间内,以可控的方式安全吸收无人机的巨大动能,使其平稳停止。

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一、系统发展背景与国内外研究现状

1.1 无人机保障体系发展需求与技术痛点

长期以来,由于技术限制和功能侧重不同,无人机的发射与回收任务普遍由两套独立、功能单一的设备分别完成。例如,发射可能采用火箭助推、弹射或轨道滑跑装置,而回收则依赖伞降系统、撞网回收装置或类似航母的阻拦索系统。这种分离式的保障模式在实战化应用和快速部署中暴露出显著缺陷:设备总量翻倍,后勤运输与部署负担沉重;操作流程繁琐,需要两套人马协同作业,反应时间长;在舰船、山地、前沿阵地等空间受限的平台上,难以同时部署两套大型设备。因此,研发一套能够集成发射与回收双重功能的一体化保障设备,实现设备精简、操作便捷、部署灵活,已成为无人机技术发展亟待解决的关键工程问题。

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1.2 国内外一体化集成技术研究进展

面对这一挑战,国内外研究机构与企业已开展了前瞻性的探索。

国际上,一体化集成方案已从概念走向原理验证。最具代表性的是美国Aurora Flight Sciences公司提出的 “侧臂”(SideArm)项目。该项目采用了一套基于蓄能器能量释放与吸收的巧妙机械-液压系统,通过滑轮组缠绕绳索,实现在同一条轨道上完成无人机的弹射起飞和拦阻回收。其设计理念证明了功能集成的可行性。然而,根据公开资料显示,该项目主要进行了原理性的回收验证实验,未能推进到包含完整发射-回收循环的工程样机研制与全功能试验阶段,后续也无更深入的技术细节和工程化报道。

在专用发射/回收装置方面,技术则更为成熟。例如,为美国“扫描鹰”(ScanEagle)无人机配套的气动弹射装置,采用大容量气缸作为动力源,通过滑轮组实现速度倍增,可在短距离内赋予无人机足够的起飞初速。芬兰Ronic公司则专注于气液复合式弹射器的开发,其产品系列覆盖从几十公斤到数百公斤的不同量级无人机,通过采用蓄能器(液压/气压)和滑轮组增速机构,实现高能量密度和紧凑化设计,其最新第四代产品甚至可实现折叠集装箱运输,体现了良好的平台适应性。这些研究重点通常聚焦于发射过程动态参数优化、末端高速滑车的缓冲减速性能等单一功能优化。

国内在该领域的研发亦紧跟国际步伐。针对舰载环境空间极度受限的特点,有研究提出了可旋转、带多支臂的无人机群发射回收系统,通过液压伸缩机构控制支臂姿态,以应对多架次、快速连续的发射回收需求,旨在最大限度减少对甲板空间的占用。此外,亦有专利公开了一种集发射与回收一体化的缓冲蓄能装置,采用左右对称布置的液压缸与动、定滑轮组配合的方案,探索通过机械结构创新解决功能集成问题。一份2023年的中国专利更是提出了一种系统性的设计方法,旨在开发适用于重量400公斤、速度140公里/小时的中型无人机的一体化系统,特别强调了通过优化设计减小系统重量尺寸,以提升对复杂地形和特殊情况的适应性。

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综上所述,现有研究大多集中于单一功能的性能提升或提出初步的集成概念,而将发射与回收功能在工程上深度融合、并通过完整的动态仿真与实物验证的研究仍属前沿。本文章内容正是在此背景下,旨在攻克功能兼容与系统简化之间的工程挑战,设计并验证一套高性能、高可靠性的集成式液压动力系统。

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二、集成式系统构架设计与核心优势分析

2.1 系统总体构架与工作模式

文章中提到的集成式无人机发射与回收液压动力系统,其核心理念在于通过一套高度协同的液压执行与能量管理组件,在两种工作模式下实现能量的高效、可控转换。系统总体构架可概括为“双缸组-双蓄能器-单轨道”的集成模式。

系统物理构架主要包括:

执行单元:主液压缸组与辅液压缸组。二者并联布置,通过高强度绳索和精心设计的滑轮组系统,共同连接并驱动轨道上的滑车。

能量存储与转换单元:高压蓄能器组与低压蓄能器组。它们分别作为系统的主要能量“仓库”和辅助能量“缓冲池”。

承载与导向单元:固定长度的发射/回收轨道,以及可在轨道上高速滑行的滑车。无人机在发射时固定于滑车,回收时通过尾钩与滑车上的挂索连接。

控制与保障单元:电控系统(ECS)、液压泵站、各类控制阀件(电磁换向阀、插装阀、比例溢流阀等)、传感器及安全阀组。

系统在两个工作模式下的构架状态可动态切换:

发射模式构架:主液压缸组处于缩回状态,与高压蓄能器连通,蓄势待发;辅液压缸组处于伸出状态,与低压蓄能器组隔离。两根绳索分别缠绕:一根从主缸滑轮组引出,连接滑车前部提供拉力;另一根从辅缸滑轮组引出,连接滑车后部,初始时保持松弛。此构架下,系统能量流为:高压蓄能器势能 → 主液压缸动能 → 滑车与无人机动能。

回收模式构架:主液压缸组处于伸出状态,其无杆腔油路关闭,准备被动吸能;辅液压缸组处于缩回状态,与低压蓄能器连通。滑车上安装挂索,辅缸绳索端部加装柔性捕获网。此构架下,系统能量流为:无人机动能 → 滑车动能 → 主液压缸压缩油液 → 高压蓄能器势能(储存)+ 系统耗散。

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2.2 核心工程优势剖析

与传统的两套独立设备方案相比,本集成式系统在工程应用上展现出多重颠覆性优势:

显著的保障效能提升与后勤简化:最直接的优势是将两套设备的功能、结构、操作和维护集成于一体。这使设备数量、总重量和占地面积减少近50%,极大降低了运输部署的难度和成本。在舰船、野战车辆或前沿固定阵地等空间与承载能力严格受限的平台,这一优势具有决定性意义。操作流程也得以统一和简化,缩短了任务准备时间,提高了应急响应速度。

高效的能源循环利用:系统巧妙地利用液压蓄能器作为能量中介,实现了无人机动能与液压势能之间的双向、可逆转换。在发射过程中,储存的高压势能被释放,转化为无人机的起飞动能;在回收过程中,无人机的动能被捕获,并重新转化为液压势能储存于蓄能器中,可供下次发射使用或为系统其他辅助功能供能。这种能量循环利用的理念,在工程机械如装载机、挖掘机的势能回收系统中已被证明可显著提升能效。本系统将其应用于无人机保障领域,不仅节能,更减少了对大功率外部能源的持续依赖。

优异的动态性能与可控性:液压系统具有功率密度大、响应速度快、力传递平稳的天然优势。通过电液比例阀和精密的传感器对蓄能器压力、液压缸速度进行闭环控制,可以精确调节发射初速和回收过载(G值),以适应不同重量、不同起飞要求的无人机,以及在不同环境温度、海拔条件下的作业需求。例如,通过调节比例溢流阀设定不同的蓄能器初始压力,即可线性调节发射速度,这在仿真与实验中已得到验证。

可靠的末端缓冲与安全保护:系统在液压缸行程末端集成了专有的阻尼缓冲结构。在发射末端,当无人机达到起飞速度后,滑车需要被迅速而平稳地制动,避免撞击轨道终点产生破坏性冲击。本系统利用辅液压缸组的锥形缓冲套与缓冲腔配合,形成可变节流面积的液压阻尼,在极短距离(约0.5-0.6米)内将高速滑车平滑减速至零。这种内置于执行元件的被动式缓冲,比外置机械缓冲器更紧凑、更可靠,且缓冲特性可通过缓冲套的锥度设计进行优化。

强大的系统适应性与扩展潜力:该集成化构架是一个通用的能量转换与传递平台。通过调整滑轮组传动比、液压缸缸径和蓄能器容积,系统可以适配从几十公斤到数百公斤级的不同量级无人机。其核心原理也可扩展至无人机集群的快速连续保障,或与其他能源形式(如电驱动泵、飞轮储能)结合,形成混合动力系统,为未来更高效、更绿色的保障装备发展奠定了基础。

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三、液压系统工作原理与阻尼缓冲结构

3.1 液压原理与核心回路分析

系统的液压原理设计遵循“功能集成、元件复用、安全可靠”的原则。主、辅两组液压缸组的回路设计对称且基本相同,实现了模块化,降低了设计与维护复杂度。以主液压缸组回路为例,其核心油路构成如下:

蓄能器动力/储能回路:液压缸无杆腔通过一个大通径的二通插装阀直接与高压蓄能器组相连。该插装阀的启闭由一个二位二通电磁换向阀作为先导阀进行控制。当电磁阀得电,插装阀打开,蓄能器与液压缸无杆腔连通,实现高压能量的快速释放(发射)或吸收(回收)。此回路上串联有电磁截止阀(用于泵站充泄压时连通)、压力传感器(实时监控)和安全溢流阀(超压保护)。

泵站调压与充能回路:系统配备一套电机-液压泵组。当需要为蓄能器充压或泄压时,打开相应回路的电磁截止阀。泵出的高压油可经此阀注入蓄能器;蓄能器内的油液也可经此阀和一路受电控系统精确控制的比例溢流阀流回油箱,从而实现对蓄能器压力的无级、精准设定。

液压缸手动调节回路:每组液压缸还并联一个三位四通电磁换向阀(O型中位机能)。该阀与泵站相连,主要用于系统不工作时的调试阶段,以较低速度精确控制液压缸的伸出与缩回,从而调整滑车在轨道上的初始位置。

有杆腔连通回路:主、辅液压缸的有杆腔之间通过一个手动截止阀连接。通常情况下该阀开启,确保两缸有杆腔油液互通、压力均衡,保证两缸在主动或被动运动时的同步性。需要单独调试某一缸时,可关闭此截止阀。

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3.2 发射过程液压工作原理详解

发射过程的本质是高压蓄能器组储存的液压势能,通过主液压缸转化为巨大的直线牵引力,经由滑轮组增速后,驱动滑车与无人机加速。其液压动作序列如下:

准备阶段:

电控系统启动泵站,通过比例溢流阀将高压蓄能器组压力精确调整至设定值(如30MPa),将低压蓄能器组压力调整至基础值。

利用两组的三位四通电磁换向阀,控制主缸缩回、辅缸伸出,将滑车移动至轨道最前端的发射起始位置。

使主液压缸组回路上的二位二通电磁换向阀得电,打开其二通插装阀,主缸无杆腔与高压蓄能器连通。此时,巨大的液压压力作用于主缸活塞,但因其有杆腔与辅缸有杆腔连通且被辅缸活塞杆机械锁定,系统处于静力平衡待发状态。

激发与加速阶段:

辅液压缸组回路的二位二通电磁换向阀得电,其控制的二通插装阀打开,辅缸无杆腔与低压蓄能器连通。平衡被打破。

在高压油作用下,主液压缸活塞杆迅猛伸出,拉动其上的滑轮组绳索,牵引滑车向前加速。同时,主缸有杆腔的油液被压出,流入辅缸的有杆腔,推动辅液压缸活塞杆被动缩回,其无杆腔的油液则被挤入低压蓄能器暂存。

末端分离与缓冲阶段:

当滑车加速至轨道末端预定位置时,辅液压缸活塞杆缩回至其缸筒内的“阻尼缓冲段”。缓冲套开始进入缓冲腔,油液流出面积骤减,产生强大的液压节流阻力。

此阻力通过绳索传递至滑车后端,使其急速减速。而此时无人机因惯性仍保持高速,两者迅速分离,无人机成功起飞。

滑车在辅缸缓冲作用下,于极短距离内平稳停止。

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3.3 回收过程液压工作原理详解

回收过程的本质是无人机的飞行动能,通过挂索拖拽滑车,迫使主液压缸压缩油液,将其动能转化为液压势能储存于高压蓄能器中,并辅以能量耗散实现减速。

准备阶段:

电控系统将系统切换至回收模式。将高压蓄能器预充至一定压力(如15MPa),为吸收能量预留空间;低压蓄能器设定相应压力。

控制阀组使主液压缸完全伸出,并关闭其无杆腔与蓄能器连接的二通插装阀(二位二通电磁阀断电)。使辅液压缸完全缩回,并打开其无杆腔与低压蓄能器连接的二通插装阀。

在滑车上安装挂索,在辅缸牵引绳端部张紧捕获网。

捕获与能量吸收阶段:

无人机自主飞行,以精确姿态使尾钩挂住滑车上的挂索。

挂索瞬间承受无人机的巨大拉力,拖动滑车沿轨道运动。滑车通过前部绳索拉动主液压缸的活塞杆,使其被迫缩回。

主缸无杆腔的油液压力急剧升高。当其压力超过高压蓄能器内气体压力时,油液顶开其二通插装阀中的单向阀功能部件,涌入高压蓄能器,压缩其中的氮气,将无人机的动能转化为势能储存。此过程中,插装阀相当于一个液控单向阀。

协同制动与稳定阶段:

与此同时,滑车运动也通过后部绳索牵引辅液压缸的活塞杆伸出。辅缸无杆腔从低压蓄能器中抽取油液,其有杆腔的油液则被压回主缸的有杆腔。辅缸和捕获网在系统控制下与滑车保持协同运动。

在液压阻力、机械摩擦及蓄能器储能等多种因素的共同作用下,无人机、滑车及捕获网的整体动能被迅速吸收,系统在轨道上平稳停止,完成回收。

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3.4 液压阻尼缓冲结构设计

系统安全性与可靠性的一个关键体现在于液压缸末端的集成式阻尼缓冲结构。该结构旨在避免发射末端滑车与轨道挡块发生刚性碰撞,实现平稳、无冲击的制动。

在液压缸缸筒的两端,各加工有一个特殊的缓冲腔,其直径略大于缸筒内径。对应的,在活塞的两侧安装有前后缓冲套,其外轮廓设计为锥形(也可为阶梯形或曲面形)。当活塞运动接近行程终点时,缓冲套首先进入缓冲腔。缓冲套的锥面与缓冲腔内壁之间形成一个环形的、渐缩的节流缝隙。

随着活塞继续运动,节流缝隙面积越来越小,液压油从缓冲腔流回主油路或油箱的阻力急剧增大,从而在缓冲腔内建立起一个很高的背压,形成强大的液压阻尼力。这个阻尼力作用在活塞上,使其速度平滑地降至零。缓冲过程的减速度曲线可以通过优化缓冲套的锥度、长度和缓冲腔的尺寸来进行“定制”,以实现最理想的缓冲效果(如恒定减速度缓冲)。本系统采用锥形设计,是在缓冲性能、加工工艺复杂度和可靠性之间取得的最佳平衡。

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四、基于SimulationX的系统建模与仿真分析

4.1 多学科仿真模型建立

面对集成式系统在极短时间内涉及机械动力学、液压传动、控制逻辑等多个物理域强耦合的复杂动态过程,采用传统的解析法建模极为困难,且简化假设会带来不可预估的误差。因此,本文章介绍一种采用基于物理模型的多体动力学与系统仿真软件SimulationX作为核心的研发工具。

SimulationX支持多领域统一建模,其丰富的模型库(机械、液压、气动、控制)允许工程师以图形化、基元化的方式搭建高保真的系统模型。这契合了模型基系统工程(MBSE)的理念,能够在设计早期进行虚拟验证,实现“一次做对”,节约大量后期返工的成本和时间。

根据系统构架,在SimulationX中搭建的仿真模型进行了合理的工程简化:

保留核心动力与执行部件:详细建模主辅液压缸(包含缓冲腔模型)、高压/低压蓄能器(采用绝热气体模型)、关键控制阀(插装阀、比例溢流阀)。

简化辅助与调节回路:将用于调压的泵组简化为压力边界条件;将对动态过程影响极小的三位四通换向阀调试回路省略。

集成机械系统:建立滑车、无人机(或配重)的质量体模型,通过滑轮传动比与液压缸运动学耦合。设置轨道摩擦、绳索刚度等参数。

最终得到的是一个可同时用于发射与回收工况分析的统一参数化模型,通过改变初始条件和控制信号即可切换工作模式。

4.2 发射过程仿真结果与分析

设定高压蓄能器初始压力分别为20、25、30MPa进行发射仿真。关键仿真结果揭示了以下规律:

速度-时间/位移分析:无人机在约8米的加速距离内达到最高速度并与滑车分离。蓄能器初始压力对加速过程的激烈程度和最终速度有决定性影响。压力越高,主缸初始爆发力越大,加速度峰值越高,达到设定分离速度的时间越短。

滑车缓冲过程:滑车在分离后进入缓冲段,显示其在约0.6米的距离内速度从最高值平滑降至零。缓冲腔内产生的背压、缓冲过程初期压力陡升,随后随着缓冲套深入,节流作用增强,压力维持在高位,形成近似恒定的制动力,实现了平稳减速,未出现压力尖峰,证明了缓冲结构设计的有效性。

压力与能量流分析:通过跟踪高压蓄能器内的压力变化。可以观察到系统管路中的压力损失,这部分损失随流速(压力)增高而增大,解释了为何压力提升带来的速度增益呈下降趋势(例如,从20MPa到25MPa提升的幅度,可能大于从25MPa到30MPa的提升幅度)。

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4.3 回收过程仿真结果与分析

通过设定高压蓄能器预充压力为15、20、25MPa进行回收仿真。仿真从无人机挂索瞬间开始,结果呈现出与发射不同的动态特征:

速度衰减特性:无人机挂索后,速度曲线出现一个初始的急速下降段,这是因为挂索瞬间存在冲击以及滑车从静止开始被拖动加速。随后,速度以一个相对平缓且近似恒定的负加速度(减速度)线性下降,直至停止。这是因为主缸缩回时,蓄能器吸收能量的过程提供了一个相对稳定的阻力。

蓄能器储能特性:与发射过程压力骤降相反,回收过程高压蓄能器压力从预充值开始上升。压力上升的幅度远小于发射过程的压力下降幅度。这验证了之前的分析:由于绳索滑轮效率、系统内泄及液压损失,并非所有无人机动能都转化为蓄能器势能,相当一部分能量在回收过程中被耗散了。

参数敏感性:提高蓄能器预充压力意味着回收起始阶段系统刚度更大,能提供更大的初始阻力,有助于减少初始冲击。但同时,也压缩了蓄能器进一步储能的容积空间,可能导致回收后期阻力不足或行程末端压力过高。仿真有助于找到特定无人机重量和速度下最优的 P_pre。

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仿真结论:SimulationX仿真模型成功复现了集成系统发射与回收的完整动态过程。仿真结果表明,通过调节蓄能器压力可以有效地控制发射速度与回收过载;集成式阻尼缓冲结构能实现滑车的平稳无冲击制动;系统能量转换过程符合物理规律,为后续的实物样机参数设计提供了可靠的理论依据和优化方向。

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五、样机实验验证与性能评估

5.1 实验平台搭建与测试方法

为验证仿真结果的正确性与系统的工程可实现性,某科研机构设计并制造了集成式无人机发射与回收液压动力系统原理样机,并搭建了完整的测试平台。

样机系统:包含按设计制造的主辅液压缸组、高低压蓄能器组、阀块集成单元、电控柜及泵站。

配套工装:包括坚固的钢制基座与导轨、模拟无人机的标准化配重块、滑车、滑轮组、高强度绳索,以及轨道末端的缓冲沙墙作为安全备份。

速度测量:采用一台Stalker ProⅡ型雷达测速仪,以50Hz采样频率直接测量发射过程中配重块与滑车分离前的瞬时速度。

力/能量测量(回收模拟):采用等效验证法。使用一台工装绞车以恒定低速(0.2 m/s)牵引滑车模拟无人机拖拽过程。在滑车与绞车之间串联一个高精度拉力传感器,记录整个拖拽过程中的力值变化。通过计算力-位移积分,可获得绞车做功,该功理论上等于被模拟无人机的初始动能。

5.2 发射实验结果与分析

设定主蓄能器压力为30MPa,进行多次发射实验。雷达测速仪捕获的速度-时间曲线与仿真曲线趋势高度一致。

末端速度验证:实测的模拟配重发射末端速度为122 km/h,而相同条件下的仿真计算值为120.2 km/h。相对误差约为1.5%,小于3%的预期目标。这一微小误差可能源于仿真模型中对滑轮组机械效率的估算偏差、环境温度对液压油粘度的影响等未完全建模的实际因素。

缓冲过程观察:高速摄像记录显示,滑车在分离后进入缓冲段,平稳减速,最终在约0.5米处完全停止,未与轨道终点发生任何刚性碰撞,且无明显反弹。这证实了液压阻尼缓冲结构在实际工作中的有效性和可靠性。

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5.3 回收模拟实验结果与分析

设定高压蓄能器预充压力为15MPa,进行等效回收实验。牵引绞车以0.2 m/s速度拉动滑车,拉力传感器记录数据。

能量转换验证:模拟无人机的初始动能设定为 E_k = 138.6 kJ。对采集的牵引力数据进行滤波处理后,积分计算绞车做功。实验显示,当滑车被牵引约3.6米时,累计做功达到138.6 kJ,表明此时无人机的动能已被完全吸收,模拟回收完成。

与仿真的对比与讨论:值得注意的是,仿真分析中预测的回收行程约为2.8米,比实验值短了0.8米。这是一个重要的发现。其根本原因在于速度尺度的差异:实际无人机回收速度可能高达数十米每秒,而模拟实验的牵引速度仅为0.2 m/s。极低的流速导致液压系统管路、阀口的压力损失(与流速平方成正比)大幅减少。因此,在模拟实验中,有更大比例的输入能量(绞车做功)用于压缩蓄能器,使其压力升高更多,活塞行程更长,从而表现为更长的回收距离。这一现象揭示了系统动态过程具有强烈的速度依赖性,也说明仿真在高动态工况下预测的准确性更高,而等效实验在验证能量守恒原理上仍具价值。

实验综合结论:

功能实现性:样机成功完成了集成发射与回收(模拟)的全功能实验,证明了系统构架和液压原理的正确性与工程可行性。

性能符合性:发射速度、缓冲距离等关键性能指标与仿真预测高度吻合,误差在允许范围内,验证了仿真模型的准确性和设计参数的有效性。

缓冲可靠性:阻尼缓冲结构工作完美,实现了高速运动体的平稳、柔顺制动,解决了发射末端的安全隐患。

研究延续性:等效回收实验验证了能量转换原理,但与高动态真实回收存在差异。后续研究必须进行真实无人机的全速回收实验,以获取最精确的系统性能数据。

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六、系统应用价值与未来展望

6.1 在无人机领域的关键作用与难题解决

本集成式液压动力系统为无人机,尤其是中型战术无人机和舰载无人机的保障模式带来了变革性的解决方案,解决了以下几个长期存在的难题:

破解了平台空间限制的瓶颈:对于驱护舰、补给舰、特种作战车辆等空间极端宝贵的平台,以往难以同时容纳发射与回收两套大型设备。本一体化系统将占地面积和载荷需求减半,使得在这些平台上部署具备完整作业能力的无人机系统成为可能,极大地拓展了无人机的作战和应用范围。

提升了作战响应与持续作业能力:系统简化了操作流程,缩短了任务转换时间。在连续作业场景下,无人机回收后,系统可快速复位并准备下一次发射,显著提升了无人机出动架次率和任务循环效率。这在面对突发情况或需要高强度侦察监视的任务中价值巨大。

降低了全生命周期保障负担:设备数量的减少直接意味着采购成本、运输成本、维护保养成本和备件库存成本的降低。统一的液压动力系统也简化了人员的培训体系。从整体上看,大幅降低了无人机系统的全生命周期使用与保障费用。

提供了高可控性、高适应性的发射/回收手段:与无控的火箭助推或精度较差的伞降相比,本系统提供的可精确调节的弹射速度和可控过载的回收方式,对无人机的结构更友好,适应更复杂的天气条件,并能满足不同型号无人机的个性化需求,提高了任务成功率和装备安全性。

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6.2 技术总结与发展趋势

通过主辅液压缸组与高低压蓄能器组的创新性协同配置,实现了能量的高效双向转换;通过内置式液压阻尼缓冲结构,解决了高速滑车的平稳制动问题;利用SimulationX多学科系统仿真技术,高效精准地完成了动态过程分析与参数优化;最终通过原理样机实验,全面验证了系统的功能和性能。

展望未来,集成式无人机发射回收技术将朝着以下趋势发展:

智能化与自适应控制:下一代系统将集成更多的传感器(视觉、激光雷达),并与无人机的飞控系统进行实时数据交互,实现发射/回收过程的全程自主化与自适应调整。例如,根据实时风速、无人机重量实时计算并设定最优的发射能量;在回收时主动调整捕获网的姿态和张力,提高捕获成功率。

能量管理与绿色化:进一步优化能量回收效率,探索与飞轮储能、超级电容等功率型储能元件结合,形成混合储能系统,以应对更高功率密度和更快速能量循环的需求。同时,研究电动静液作动器(EHA)替代传统的阀控液压系统,实现更精准的控制和更高的能效。

轻量化与模块化设计:采用新材料(复合材料、高强度铝合金)和更紧凑的集成阀技术,进一步减轻系统重量,缩小体积。推动系统向标准化、模块化发展,使其能像“集装箱”一样快速在不同平台上吊装、部署和连接,实现“即插即用”。

扩展至无人机集群保障:将当前的单通道系统扩展为多通道并行或快速循环的系统,结合自动挂载/解脱机构,研究无人机蜂群的连续、快速、自动化发射与回收技术,满足未来集群作战的应用需求。

总而言之,集成式发射与回收液压动力系统不仅是解决当前保障痛点的有效方案,更是推动无人机系统向更高效、更灵活、更智能、更前沿方向发展的关键使能技术,为该领域的深入发展和工程化应用奠定了坚实的技术基础。

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湖南泰德航空技术有限公司于2012年成立,多年来持续学习与创新,成长为行业内有影响力的高新技术企业。公司聚焦高品质航空航天流体控制元件及系统研发,深度布局航空航天、船舶兵器、低空经济等高科技领域,在航空航天燃/滑油泵、阀元件、流体控制系统及航空测试设备的研发上投入大量精力持续研发,为提升公司整体竞争力提供坚实支撑。

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