一种尾座式固定翼无人机及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种尾座式固定翼无人机及其控制方法，所述无人机包括无人机主体、飞行控制器、设置于无人主体两侧的固定翼机翼和设置于所述无人机主体尾部的推进器，所述固定翼机翼上设置有副翼，所述推进器包括发动机、螺旋桨以及设置于所述螺旋桨下方的控制舵面，所述控制舵面包括与所述固定翼机翼平行的两个中心对称的平行舵面和与所述固定翼机翼垂直的两个中心对称的垂直舵面，所述飞行控制器用于对所述控制舵面及所述副翼进行控制，从而实现对所述无人机在滚转动作、俯仰动作和舵向动作的控制。采用发明专利技术的技术方案，只需一套推进控制机构来控制飞机的飞行姿态，结构简单且降低了无效重量。低了无效重量。低了无效重量。

【技术实现步骤摘要】
一种尾座式固定翼无人机及其控制方法


[0001]本专利技术涉及无人机领域，具体为一种尾座式固定翼无人机及其控制方法。

技术介绍

[0002]传统飞机按形态可以分为固定翼飞机、直升机类飞机和垂直起降固定翼类飞机三种。
[0003]固定翼飞机，需要跑道起降或弹射起飞。直升机类飞机通常具有一个或多个螺旋桨，包括多旋翼，可垂直起降，飞行过程中需要靠螺旋桨的向下气流时刻抵消重力。
[0004]垂直起降固定翼类，兼具垂直起降和固定翼高效优点，目前通常分为两种形态：一种是多旋翼+固定翼，把多旋翼机构和固定翼机构组合到一起，多旋翼机构负责垂直起降，固定翼机构负责水平飞行；另一种是推进器方向可变固定翼，如美国鱼鹰、F35
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B，通过改变推进器方向实现垂直起降和水平飞行。
[0005]现有技术的垂直起降固定翼通常采用两套独立的推进控制机构来控制飞机的飞行姿态，导致存在额外的无效重量、结构复杂、可靠性不高的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种结构简单且可以降低无效重量尾座式固定翼无人机及其控制方法。
[0007]本专利技术实施例中，提供了一种尾座式固定翼无人机，其包括：无人机主体、飞行控制器、设置于无人主体两侧的固定翼机翼和设置于所述无人机主体尾部的推进器，所述固定翼机翼上设置有副翼，所述推进器包括发动机、螺旋桨以及设置于所述螺旋桨下方的控制舵面，所述控制舵面包括与所述固定翼机翼平行的两个中心对称的平行舵面和与所述固定翼机翼垂直的两个中心对称的垂直舵面，所述飞行控制器用于对所述控制舵面及所述副翼进行控制，从而实现对所述无人机在滚转动作、俯仰动作和舵向动作的控制。
[0008]本专利技术实施例中，所述推进器还包括环绕所述螺旋桨的涵道。
[0009]本专利技术实施例中，所述发动机采用电机或者油动发动机。
[0010]本专利技术实施例中，在垂直飞行模式下，固定翼副翼锁死，滚转动作通过控制所述两个垂直舵面的偏转来实现，俯仰动作通过控制所述两个平行舵面的偏转来实现，舵向动作通过控制所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现。
[0011]本专利技术实施例中，水平飞行模式下，固定翼副翼解锁，滚转动作通过控制所述固定翼机翼上的副翼的角度差分或者所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现，俯仰动作通过控制所述两个平行舵面的偏转来实现，舵向动作通过控制所述两个垂直舵面的偏转来实现。
[0012]本专利技术实施例中，垂直飞行模式切换至水平飞行模式时，固定翼副翼解锁，
[0013]水平飞行模式的滚转动作，由固定翼副翼差分或所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现；
[0014]垂直飞行模式的俯仰动作转换为水平飞行模式的俯仰动作；
[0015]垂直飞行模式的滚转动作转换为水平飞行模式的舵向动作，由所述两个垂直舵面偏转来实现。
[0016]本专利技术实施例中，水平飞行模式转垂直飞行模式时，固定翼机翼锁死，
[0017]水平飞行模式的舵向动作转换为垂直飞行模式的滚转动作，由所述两个垂直舵面偏转来实现；
[0018]水平飞行模式的俯仰动作转换为垂直飞行模式的俯仰动作，由所述两个平行舵面偏转来实现。
[0019]垂直飞行模式的舵向动作，通过所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现。
[0020]本专利技术实施例中，所述的尾座式固定翼无人机还包括设置于所述无人机主体头部的鸭翼。
[0021]本专利技术实施例中，在垂直飞行模式下，所述鸭翼锁死；在水平飞行模式下或者垂直飞行模式转换为水平飞行模式时，所述鸭翼解锁，接受俯仰信号产生偏转角度来辅助飞机完成俯仰动作。
[0022]本专利技术实施例中，还提供能了一种上述尾座式固定翼无人机的控制方法，其包括：
[0023]在垂直飞行模式下，固定翼副翼锁死，滚转动作通过控制所述两个垂直舵面的偏转来实现，俯仰动作通过控制所述两个平行舵面的偏转来实现，舵向动作通过控制所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现；
[0024]在水平飞行模式下，固定翼副翼解锁，滚转动作通过控制所述固定翼机翼上的副翼的角度差分或者所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现，俯仰动作通过控制所述两个平行舵面的偏转来实现，舵向动作通过控制所述两个垂直舵面的偏转来实现；
[0025]在垂直飞行模式切换至水平飞行模式时，固定翼副翼解锁，
[0026]水平飞行模式的滚转动作，由固定翼副翼差分或所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现；
[0027]垂直飞行模式的俯仰动作转换为水平飞行模式的俯仰动作；
[0028]垂直飞行模式的滚转动作转换为水平飞行模式的舵向动作，由所述两个垂直舵面偏转来实现；
[0029]在水平飞行模式转垂直飞行模式时，固定翼机翼锁死，
[0030]水平飞行模式的舵向动作转换为垂直飞行模式的滚转动作，由所述两个垂直舵面偏转来实现；
[0031]水平飞行模式的俯仰动作转换为垂直飞行模式的俯仰动作，由所述两个平行舵面偏转来实现；
[0032]垂直飞行模式的舵向动作，通过所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现。
[0033]与现有技术相比较，采用本专利技术的尾座式固定翼无人机及其控制方法，只需一套动力推进器且无需推进器倾转结构，即可实现无人机从垂直起飞
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转置水平飞行
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固定翼飞行
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转置垂直飞行
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垂直降落各个阶段正确、稳定切换及飞行，一方面大大减少了两套独立
机构带来的死重，另一方面解决了倾转机构带来的额外死重、结构复杂、可靠性不高的问题。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例的尾座式固定翼无人机的结构示意图。
[0035]图2(a)
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图2(d)是本专利技术实施例的尾座式固定翼无人机在垂直飞行模式下实现滚转动作控制的示意图。
[0036]图3(a)
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图3(d)是本专利技术实施例的尾座式固定翼无人机在垂直飞行模式下实现俯仰动作控制的示意图。
[0037]图4(a)
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图4(d)是本专利技术实施例的尾座式固定翼无人机在垂直飞行模式下实现舵向动作控制的示意图。
[0038]图5(a)、图5(b)是本专利技术实施例的尾座式固定翼无人机在水平飞行模式下实现滚转动作控制的示意图。
[0039]图6(a)、图6(b)是本专利技术实施例的尾座式固定翼无人机在水平飞行模式下实现俯仰动作控制的示意图。
[0040]图7(a)、图7(b)是本专利技术实施例的尾座式固定翼无人机在水平飞行模式下实现舵向动作控制的示意图。
具体实施方式
[0041]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尾座式固定翼无人机，其特征在于，包括：无人机主体、飞行控制器、设置于无人主体两侧的固定翼机翼和设置于所述无人机主体尾部的推进器，所述固定翼机翼上设置有副翼，所述推进器包括发动机、螺旋桨以及设置于所述螺旋桨下方的控制舵面，所述控制舵面包括与所述固定翼机翼平行的两个中心对称的平行舵面和与所述固定翼机翼垂直的两个中心对称的垂直舵面，所述飞行控制器用于对所述控制舵面及所述副翼进行控制，从而实现对所述无人机在滚转动作、俯仰动作和舵向动作的控制。2.如权利要求1所述的尾座式固定翼无人机，其特征在于，所述推进器还包括环绕所述螺旋桨的涵道。3.如权利要求1所述的尾座式固定翼无人机，其特征在于，所述发动机采用电机或者油动发动机。4.如权利要求1所述的尾座式固定翼无人机，其特征在于，在垂直飞行模式下，固定翼副翼锁死，滚转动作通过控制所述两个垂直舵面的偏转来实现，俯仰动作通过控制所述两个平行舵面的偏转来实现，舵向动作通过控制所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现。5.如权利要求1所述的尾座式固定翼无人机，其特征在于，在水平飞行模式下，固定翼副翼解锁，滚转动作通过控制所述固定翼机翼上的副翼的角度差分或者所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现，俯仰动作通过控制所述两个平行舵面的偏转来实现，舵向动作通过控制所述两个垂直舵面的偏转来实现。6.如权利要求1所述的尾座式固定翼无人机，其特征在于，垂直飞行模式切换至水平飞行模式时，固定翼副翼解锁，水平飞行模式的滚转动作，由固定翼副翼差分或所述两个平行舵面和所述两个垂直舵面的共同同向偏转来实现；垂直飞行模式的俯仰动作转换为水平飞行模式的俯仰动作；垂直飞行模式的滚转动作转换为水平飞行模式的舵向动作，由所述两个垂直舵面偏转来实现。7.如权利要求1所述的尾座式固定翼无人机，其特征在于，水平飞行模式转垂直飞行模式时，固定翼机翼锁死，水平飞行模式的舵向动作转换为...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌济林，张凯帆，
申请(专利权)人：深圳市千帆智能航空有限公司，
类型：发明
国别省市：