【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞行控制与安全保护，特别是涉及一种基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法、设备及介质。
技术介绍
1、当前人们在感受小汽车带来的便捷出行体验的同时，也越来越体会到城市汽车保有量的提升带来的道路交通拥堵问题。为了提高出行效率、缓解交通拥堵现状，城市立体交通的概念逐渐丰富，除了地下轨道交通、地面道路交通等已经广泛成熟运行的交通体制外，低空飞行正在逐渐走进大众的视野，特别是近几年新能源动力技术、现代汽车电动化与智能化技术、自动驾驶与自主导航技术等新技术、新材料和上下游产业链的突破发展，同时叠加政策的牵引支持和应用场景的需求激励，飞行汽车以其可以实现地面道路行驶和垂直起降低空飞行的双模切换特性，正在迎来技术与产业发展的黄金时期。
2、滑跑起降式固定翼飞行汽车虽然水平巡航效率高，但是城市土地资源紧张不可能大量建设机场，因此其应用受到很大的制约。旋翼式飞行汽车可实现电动式垂直起降，应用环境更广泛，符合现代城市立体交通理念。旋翼式飞行汽车分为一体式和分体式两大类，分体式飞行汽车为了降低飞行部分的载荷对旋翼起飞动力功率和能源的要求在起飞时载人座舱与陆行汽车底盘等分离，飞行完成后与停留在地面的路行汽车部分重新对接后再进行地面驾驶；一体式飞行汽车则不存在分离与组合过程，地面行驶与低空飞行为同一结构组合体；同时还存在一种将地面陆行车辆作为evtol(electric vertical take-offandlanding，电动垂直起降飞行器)的母舱、飞行器座舱与陆行驾驶舱完全独立的形式。不论是一体式飞行汽车、分体式飞行汽
3、为了提高飞行汽车/evtol起飞—飞行—着陆全过程安全性能，常用的几种安全保护方案包括：对动力系统、电机等重要节点进行冗余设计，以满足单点失效安全要求；增加设计降落伞系统、气垫系统、缓冲吸能装置等，在迫降模式下降低飞行体降落速度、降低落地冲击。迫降过程打开降落伞当可用减速时间足够长时能够有效降低飞行体降落速度，但是无法实现对飞行体降落姿态特别是触地姿态的精确控制；降落伞开伞后飞行体基本处于无控飘行状态，落地点散布范围较大，对地面生态和生活环境会构成一定的安全威胁。气垫系统和缓冲吸能装置属于被动安全保护方案，安全保护实际效果受飞行体着陆姿态的影响较大。因此，当旋翼工作失效以致不能产生相应通道的气动力用以平衡稳定和控制飞行体的姿态时，目前的飞行汽车故障模式下安全保护方法缺少对空中飞行体姿态进行精确控制、为飞行体着陆提供期望平稳姿态的解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法、设备及介质，能够使用液体姿控动力系统进行直接力控制，实现对飞行过程特别是降落着陆前飞行体姿态的实时稳定和精确控制。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，包括：
4、在飞行汽车上布置液体姿控动力系统；所述液体姿控动力系统包括t1～t4四组设备；各所述组设备包括置于飞行汽车底部支撑面的多个姿控喷管，且各所述姿控喷管的喷口垂直向下；所述飞行汽车还包括l1～l4四组旋翼；
5、获取所述飞行汽车的姿态信息；所述姿态信息包括姿态角速率和姿态角；
6、根据所述姿态信息对飞行汽车的工作状态进行判断，当判定l1～l4四组旋翼均正常工作时，对四组旋翼的转速及转速差进行控制，当判定l1～l4四组旋翼中存在任一旋翼工作失效或存在恶劣天气时，令所述液体姿控动力系统由静默模式转为工作模式，并利用姿控发动机开关控制算法对四组姿控喷管进行控制，得到安全保护工作模式下飞行体姿态控制策略方案，完成对飞行汽车的飞行控制。
7、可选地，所述飞行汽车包括一体式飞行汽车、分体式飞行汽车、电动垂直起降飞行器以及具有相同工作模式的飞行体。
8、可选地，所述液体姿控动力系统在工作模式上与飞行汽车旋翼控制系统及内部其它安全保护系统相互独立无闭环耦合。
9、可选地，所述安全保护工作模式下飞行体姿态控制策略方案，包括：
10、当飞行汽车在飞行过程中遭遇恶劣天气或者旋翼工作故障时，进行紧急备降启动液体姿控动力系统工作，并根据飞行体搭载的惯性导航系统得到实时横滚角、俯仰角和航向角以及绕飞行体坐标系各坐标轴的姿态角速率，采用三通道姿态运动控制方案，增加各通道的姿态控制阻尼特性，同时将姿态角稳定在设定的姿态角数值附近，使用姿态运动校正网络设计算法，计算得到相应通道的姿控发动机开关控制指令，再将姿控发动机通道控制指令进行信号综合，得到t1～t4四组设备的姿控发动机的开关控制指令，并根据所述开关控制指令控制各所述组姿控喷管执行动作。
11、可选地，各所述组姿控喷管执行动作的过程为：
12、当所述液体姿控动力系统处于工作模式时，各姿控喷管的发动机实时接收开启和关闭控制指令，控制相应的电磁阀执行开关动作，贮存在贮箱中的单组元液体推进剂经管路由对应的姿控喷管高速喷出，产生数值稳定的反作用推力，推力作用点位于姿控喷管喉部位置，相对飞行汽车质心存在作用力臂，因此姿控喷管开启后对飞行汽车形成相对质心的控制力矩，通过单个姿控喷管独立动作或多个姿控喷管组合动作形成合力矩从而实现对飞行体的姿态运动控制。
13、可选地，所述姿控发动机开关控制算法的具体处理过程包括：
14、基于预设的校正网络参数和开关门限数值，生成横滚通道和俯仰通道控制指令后进行信号综合得到t1～t4四组设备的姿控发动机开启和关闭控制指令，控制对应的姿控喷管执行开关动作，产生需要的控制力和控制力矩。
15、本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据上述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法。
16、本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法。
17、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
18、本专利技术公开了一种基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法、设备及介质，所述方法包括在飞行汽车上布置液体姿控动力系统；获取所述飞行汽车的姿态信息；所述姿态信息包括姿态角速率和姿态角；根据所述姿态信息对飞行汽车的工作状态进行判断，当判定l1～l4四组旋翼均正常工作时，对四组旋翼的转速及转速差进行控制，当判定l1～l4四组旋翼中存在任一旋翼工作失效或存在恶劣天气时，令所述液体姿控动力系统由静默模式转为工作模式，并利用姿控发动机开关控制算法对四组姿控喷管进行控制，得到安全保护工作模式下飞行体姿态控制策略方案，完成对飞行汽车的飞行控制。本专利技术能够使用液体姿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，其特征在于，所述飞行汽车包括一体式飞行汽车、分体式飞行汽车、电动垂直起降飞行器以及具有相同工作模式的飞行体。
3.根据权利要求1所述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，其特征在于，所述液体姿控动力系统在工作模式上与飞行汽车旋翼控制系统及内部其它安全保护系统相互独立无闭环耦合。
4.根据权利要求1所述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，其特征在于，所述安全保护工作模式下飞行体姿态控制策略方案，包括：
5.根据权利要求4所述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，其特征在于，各所述组姿控喷管执行动作的过程为：
6.根据权利要求1所述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，其特征在于，所述姿控发动机开关控制算法的具体处理过程包括：
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，其特征在于，所述飞行汽车包括一体式飞行汽车、分体式飞行汽车、电动垂直起降飞行器以及具有相同工作模式的飞行体。
3.根据权利要求1所述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，其特征在于，所述液体姿控动力系统在工作模式上与飞行汽车旋翼控制系统及内部其它安全保护系统相互独立无闭环耦合。
4.根据权利要求1所述的基于液体姿控动力系统的飞行汽车安全保护方法，其特征在于，所述安全保护工作模式下飞行体姿态控制策略方案，包括：
5.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍晓强，
申请(专利权)人：宁波天擎航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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