一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机及控制方法技术

本发明专利技术提出一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机及其控制方法，无人机具有机身、垂尾、两个固定翼升力面，多个在垂直起降阶段提供升力的螺旋桨，一对可以进行倾转运动的倾转螺旋桨。其中固定翼升力面分别是鸭翼和平尾，鸭翼位于机头附近，平尾位于机尾附近。多个升力螺旋桨通过撑杆分别连接在鸭翼和平尾上，且鸭翼、平尾上的升力螺旋桨数量相等，这些升力螺旋桨关于机身对称面对称分布。一对倾转螺旋桨安装在平尾翼尖部位，当倾转螺旋桨转动时，平尾翼尖部分翼面跟随其一起转动。本发明专利技术将停转旋翼式无人机和倾转旋翼式无人机进行有机组合，提升了无人机在垂直起降阶段的控制能力和爬升能力，同时尽可能的避免了资源浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机及控制方法
本专利技术涉及无人机
，具体为一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机及控制方法。
技术介绍
随着垂直起降无人机的应用范围越来越广，人们对其飞行性能，例如载重能力、巡航时间等的要求也越来越高。多旋翼无人机是一种最常见的垂直起降无人机，其优点在于成本低、易于控制等。但也有很明显的缺点，例如续航时间、载荷能力、抗风能力等。这些缺点限制了多旋翼无人机在更多专业领域的运用。为了克服这些缺点，出现了兼顾垂直起降性能和巡航性能的无人机，具体可分为倾转旋翼式、复合翼式和尾座式三类。这几类均利用转动部件提供垂直起降阶段足够的升力，利用固定翼面提供巡航时需用的升力，实现高效率的巡航。尾座式无人机由于形式非常规，目前应用很少。倾转旋翼式无人机通过旋翼旋转平面的转动，改变旋翼拉力的方向，从而实现垂直起降和固定翼巡航阶段不同的拉力需求。复合翼式无人机在垂直起降阶段，通过多个升力螺旋桨协同工作产生略大于飞机自身重力的拉力，在巡航阶段，无人机通过固定翼面产生足够的升力，而升力螺旋桨此时处于不工作的状态，由通常安装在机头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机，包括机身和垂尾，垂尾上具有方向舵；其特征在于：还具有两个固定翼升力面，分别为位于机头位置附近的鸭翼和位于机尾位置垂尾顶部的平尾，鸭翼和平尾上各自安装有鸭翼舵面和平尾舵面；在鸭翼和平尾上分别安装有升力螺旋桨，升力螺旋桨拉力方向不改变，用于提供垂直起降阶段的升力，在平尾翼尖两端分别安装有一个倾转螺旋桨，通过桨盘的倾转实现拉力方向的改变，提供垂直起降时的操纵力和力矩以及固定翼巡航时的前飞动力。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机，包括机身和垂尾，垂尾上具有方向舵；其特征在于：还具有两个固定翼升力面，分别为位于机头位置附近的鸭翼和位于机尾位置垂尾顶部的平尾，鸭翼和平尾上各自安装有鸭翼舵面和平尾舵面；在鸭翼和平尾上分别安装有升力螺旋桨，升力螺旋桨拉力方向不改变，用于提供垂直起降阶段的升力，在平尾翼尖两端分别安装有一个倾转螺旋桨，通过桨盘的倾转实现拉力方向的改变，提供垂直起降时的操纵力和力矩以及固定翼巡航时的前飞动力。


2.根据权利要求1所述一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机，其特征在于：鸭翼和平尾上安装的升力螺旋桨个数N相同，且N为偶数，鸭翼上安装的N个升力螺旋桨关于机身对称面对称分布，平尾上安装的N个升力螺旋桨关于机身对称面对称分布。


3.根据权利要求1所述一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机，其特征在于：所述升力螺旋桨通过固定连接结构安装在鸭翼和平尾的前部。


4.根据权利要求1所述一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机，其特征在于：所述倾转螺旋桨后部有与平尾翼型匹配的翼段，翼段内端面与平尾端面通过转动结构连接，转轴垂直于机身对称面；当翼段相对平尾转动时，能够带动倾转螺旋桨桨盘倾转实现拉力方向的改变。


5.根据权利要求1所述一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机，其特征在于：所述升力螺旋桨采用定距桨叶设计，通过转速控制其产生的拉力大小；所述倾转螺旋桨采用变距桨叶设计，能够通过控制总距和转速两种方式控制其拉力大小。


6.根据权利要求5所述一种分布升力鸭式布局垂直起...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞超，高正红，季逸民，杨华，
申请(专利权)人：西北工业大学，西北工业大学太仓长三角研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61