一种飞行模态可转换的无人机制造技术

本发明专利技术涉及无人机飞机制造技术领域，具体涉及一种飞行模态可转换的无人机，尤其涉及一种飞行模态可转换的无人机，系统组成包括：飞行控制计算机、开切伞系统、高度传感器、发动机组、发动机控制装置、滑翔伞、左动力发动机、右动力发动机、飞行控制计算机、发动机控制装置和开切伞系统，所述飞行控制计算机、开切伞系统、高度传感器、发动机组和发动机控制装置信号相连，所述滑翔伞、左动力发动机、右动力发动机、飞行控制计算机、发动机控制装置和开切伞系统机械相连。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机飞机制造
，具体涉及一种飞行模态可转换的无人机，尤其涉及一种飞行模态可转换的无人机。
技术介绍
无人飞行器在
中常见的分类有:固定翼无人机、旋翼无人飞行器等。固定翼无人机相较其他类型的无人机在飞行速度、飞行高度等技术指标上具备固有优势。旋翼无人飞行器的优势则在于能够执行低速监视任务以及定点着陆。近年来军用及民用无人机市场对固定翼无人机在不同任务环境和起降环境的适应能力提出了更高的要求。在某些特定任务条件下固定翼无人机暴露出两个缺点，一是其最低飞行速度限制了一些需要滞空才能完成的特殊任务，二是它对起降环境的要求高，难以实现定点着陆。因此本专利技术考虑设计一种模态可转换的无人机，通过操作无人机在固定翼飞行和伞翼飞行之间切换飞行模态，既保留固定翼无人机在飞行速度和飞行高度的优势，又能够在特定环境下利用滑翔伞升力比高的特点实现低速滑翔。
技术实现思路
为了解决现有的技术中的不足，达到针对传统固定翼无人机存在的局限性，提供一种可通过飞行模态的转换实现低速滑翔、定点着陆的固定翼无人机。—种飞行模态可转换的无人机，系统组成包括:飞行控制计算机、开切伞系统、高度传感器、发动机组、发动机控制装置、滑翔伞、左动力发动机、右动力发动机、飞行控制计算机、发动机控制装置和开切伞系统，所述飞行控制计算机、开切伞系统、高度传感器、发动机组和发动机控制装置信号相连，所述滑翔伞、左动力发动机、右动力发动机、飞行控制计算机、发动机控制装置和开切伞系统机械相连。所述飞行控制计算机是在固定翼飞行模态下根据高度传感器和速度传感器提供的无人机高度和速度信息控制发动机和舵面维持无人机的正常飞行状态，或根据接收到的地面指令，结合无人机当前飞行高度及飞行速度，控制开切伞系统打开滑翔伞；在伞翼飞行模态下通过发动机控制装置控制左右发动机转速使无人机爬升或转向，或根据接收到的地面指令，结合无人机当前飞行高度及飞行速度，控制开切伞系统切断滑翔伞。所述伞系统由滑翔伞舱、滑翔伞、连接机构和开切伞装置组成，可根据飞行控制计算机发出的开切伞指令打开或切断滑翔伞。所述高度传感器采用GPS或无线电测高系统，采集飞机的当前飞行高度，向飞行控制计算机提供飞机的高度信息。所述速度传感器采用GPS或空速管，采集飞机的当前飞行速度，向飞行控制计算机提供飞机的速度信息。所述测控链路由机载天线、机载无线电收发机、地面天线和地面无线电收发机组成，除通常给无人机发送飞行和任务指令外，还可将地面操作员发出的飞行模态转换指令从地面发送至无人机上的飞行控制计算机； 所述发动机组由至少一组对称分布于无人机左右两侧的发动机组成，发动机可采用电机或汽油机。所述发动机控制装置根据飞行控制计算机发出的功率调节信号分别控制左右两组发动机的转速，能够在伞翼飞行模态下调节左右两组发动机产生转速差，在无人机左右两侧形成转向力矩，控制无人机转向。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果: (1)空中转换飞行模态。目前固定翼无人机由于要求具备最低飞行速度，限制了它执行定点监视、定点通信中继等任务的能力。本专利技术提出用滑翔伞装备于固定翼无人机。开伞后完成从高速飞行到低速滑翔的飞行模态转换，通过飞行模态的转换，可以消除最低飞行速度的限制，同时减少无人机滑翔过程中的燃料消耗，显著延长飞行航时。如需使无人机回到高速飞行状态，则通过切伞实现从伞翼到固定翼飞行模态之间的转换。(2)伞翼飞行模态下的滑翔控制。在伞翼飞行模态下，由于飞行速度低和无人机气动特性的改变，舵面将丧失对无人机飞行姿态的控制能力，需要一套适合伞翼飞行模态的滑翔控制系统。传统的滑翔伞控制方式是通过拉拽和释放伞衣后缘的操纵绳以改变伞翼的气动外形，从而改变滑翔伞所承受的气动力，调整滑翔伞滑行方向。这样的控制方式难度高、不确定性强，如果应用于要求自动控制的无人机系统，既增加系统的复杂程度，又增加控制难度。本专利技术提出的伞翼飞行模态下的滑翔控制方法，首先通过飞行控制计算机给发动机控制装置下达指令，再由发动机控制装置控制位于飞机两侧的两组发动机的转速，形成左、右推力差，通过控制力矩完成无人机动力滑翔的左转向或右转向，通过改变滑翔速度完成爬升或降落，从而实现滑翔控制。这种滑翔控制方式系统结构简单，其所依赖的整套装置除滑翔伞相关装置外均可以借用原固有无人机系统，无需再增加诸如伞绳控制装置等冗余结构，比传统的控制方式更适合于无人机。(3)操纵无人机定点着陆。过去的无人机伞降回收均采取发动机停车的无控自由落体方式，因此无人机在下降过程中会随风向飘摆，具体落点不定，因而需要一个面积够大的回收场地，同时无人机在着陆瞬间，由于无人机在侧风影响下，有一个平移速度，当侧风速度超过限制时，极易造成无人机着陆的损坏，成为无人机伞降回收方式不可避免的硬伤。本专利技术提出的一种飞行模态可转换的无人机，用滑翔伞替代降落伞，通过带动力滑翔的方式，在一定程度上减少了定点着陆过程中风力对无人机姿态的影响。并且在伞翼飞行模态下的滑翔控制策略中，提出了一种通过飞行控制计算机对无人机开伞后的位置和姿态进行控制和校正的方法，可以达到精确引导无人机定点着陆的目的。既提高了定点着陆的精度，又降低了无人机对着陆环境要求，拓宽了使用范围，从而减小了着陆时对无人机的损害，延长了无人机使用寿命。通过综合以上(1)、(2)、(3)三点，一种飞行模态可转换的无人机既能够保留传统固定翼无人机在飞行速度和飞行高度的优势，又能够在空中切换飞行模态并实现有效的滑翔控制，而且这一技术还可以应用于精确引导无人机定点着陆。附图标记 1.滑翔伞、2.左动力发动机、3.右动力发动机、4.飞行控制计算机、5.发动机控制装置、6.开切伞系统。【附图说明】图1是本技术专利技术的结构图。图2是本技术专利技术的主要系统交联图。具体的实施方式: 实施例1: 一种飞行模态可转换的无人机，其系统组成包括:飞行控制计算机、开切伞系统、高度传感器、发动机组、发动机控制装置、滑翔伞1、左动力发动机2、右动力发动机3、飞行控制计算机4、发动机控制装置5和开切伞系统6，所述飞行控制计算机、开切伞系统、高度传感器、发动机组和发动机控制装置信号相连，所述滑翔伞1、左动力发动机2、右动力发动机3、飞行控制计算机4、发动机控制装置5和开切伞系统6机械相连。所述飞行控制计算机是在固定翼飞行模态下根据高度传感器和速度传感器提供的无人机高度和速度信息控制发动机和舵面维持无人机的正常飞行状态，或根据接收到的地面指令，结合无人机当前飞行高度及飞行速度，控制开切伞系统打开滑翔伞；在伞翼飞行模态下通过发动机控制装置控制左右发动机转速使无人机爬升或转向，或根据接收到的地面指令，结合无人机当前飞行高度及飞行速度，控制开切伞系统切断滑翔伞。所述伞系统由滑翔伞舱、滑翔伞、连接机构和开切伞装置组成，可根据飞行控制计算机发出的开切伞指令打开或切断滑翔伞。所述高度传感器采用GPS或无线电测高系统，采集飞机的当前飞行高度，向飞行控制计算机提供飞机的高度信息。所述速度传感器采用GPS或空速管，采集飞机的当前飞行速度，向飞行控制计算机提供飞机的速度信息。所述测控链路由机载天线、机载无线电收发机、地面天线和地面无线电收发机组成，除通常给无人机发送飞行和任务指令外，还可将地面操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行模态可转换的无人机，其系统组成包括：飞行控制计算机、开切伞系统、高度传感器、发动机组、发动机控制装置、滑翔伞（1）、左动力发动机（2）、右动力发动机（3）、飞行控制计算机（4）、发动机控制装置（5）和开切伞系统（6），所述飞行控制计算机、开切伞系统、高度传感器、发动机组和发动机控制装置信号相连，所述滑翔伞（1）、左动力发动机（2）、右动力发动机（3）、飞行控制计算机（4）、发动机控制装置（5）和开切伞系统（6）机械相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：向敏，石宋华，游城，金薇，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51