[發明專利]一種飛翼模型橫向控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201710432116.6
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107037824B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 牛中國;胡秋琦;孫健;徐金晶;崔立冬;劉捷
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司哈爾濱空氣動力研究所
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明涉及飛翼模型控制技術領域，尤其涉及一種飛翼模型橫向控制裝置及控制方法。

背景技術

飛翼布局飛行器由于取消了機身、平尾、升降舵、垂尾和方向舵，極大地提高了飛機的氣動效率和隱身特性，目前世界各國越來越重視對飛翼布局飛行器的發展和研究，如美國波音公司研制的“X-45”系列無人機、洛克希德-馬丁公司研制的X-47B、歐洲聯合研制的“神經元”無人機、俄羅斯研制的“鰩魚”等。目前進入實用階段的飛翼布局飛機則是由美國諾斯羅普·格魯門公司為美國空軍研制的B-2戰略轟炸機。飛翼布局飛行器與其它布局飛行器相比具有很大優勢的同時，也存在自身的一些缺陷。飛翼布局飛行器由于無尾，沒有常規布局的升降舵、方向舵等操縱舵面，這給飛機的橫航向穩定性和操縱性帶來很大難題，在飛翼飛行器飛行過程中由于氣流的不確定性造成飛機的顛簸，控制舵并不能進行實時調整，并且在飛翼飛機起飛和降落的大迎角飛行中，由于大迎角使飛機上升力不足，并且控制舵面處于分離區，控制舵面此時很難對飛機的飛行姿態進行調整，極易發生危險。

發明內容

本發明克服了上述現有技術的不足，提供了一種飛翼模型橫向控制裝置及控制方法。

本發明的技術方案：

一種飛翼模型橫向控制裝置，包括飛翼飛行器，所述飛翼飛行器左翼前端的外沿處設置有左翼等離子體激勵器，左翼等離子體激勵器與左翼短脈沖等離子體高壓電源電連接，所述左翼短脈沖等離子體高壓電源通過左繼電器與控制器電連接；所述飛翼飛行器右翼前端的外沿處設置有右翼等離子體激勵器，右翼等離子體激勵器與右翼短脈沖等離子體高壓電源電連接，所述右翼短脈沖等離子體高壓電源通過右繼電器與控制器電連接；所述控制器與陀螺儀電連接，左翼短脈沖等離子體高壓電源設置有左翼短脈沖等離子體高壓電源接地線，右翼短脈沖等離子體高壓電源設置有右翼短脈沖等離子體高壓電源接地線。

進一步地，所述左翼等離子體激勵器包括：等離子體激勵器絕緣基板、等離子體激勵器上表面電極和等離子體激勵器下表面電極，所述等離子體激勵器上表面電極和等離子體激勵器下表面電極部分重疊，且分別設置于等離子體激勵器絕緣基板兩側，所述等離子體激勵器上表面電極與左翼短脈沖等離子體高壓電源的高壓脈沖端電連接，所述等離子體激勵器下表面電極與左翼短脈沖等離子體高壓電源的接地端電連接，所述右翼等離子體激勵器和右翼短脈沖等離子體高壓電源的連接方式與上述連接方式相同。

進一步地，一種飛翼模型橫向控制裝置的控制方法：通過陀螺儀檢測飛翼飛行器的飛行姿態，并將電信號發送給控制器，控制器根據陀螺儀發送的電信號判斷飛行姿態，并發送控制信號通過左繼電器和右繼電器控制左翼短脈沖等離子體高壓電源和右翼短脈沖等離子體高壓電源為左翼等離子體激勵器和右翼等離子體激勵器供電，進而調整飛行姿態；

在飛翼飛行器起飛和著陸進行大迎角飛行時，如果控制器判斷飛行姿態正確，則控制器向左繼電器和右繼電器同時發送控制信號，左繼電器和右繼電器同時打開，左翼短脈沖等離子體高壓電源和右翼短脈沖等離子體高壓電源分別向左翼等離子體激勵器和右翼等離子體激勵器供電，左翼等離子體激勵器和右翼等離子體激勵器同時提升兩側機翼的上升力避免飛翼模型發生失速的情況；

如果控制器判斷飛行姿態不正確，當控制器判斷飛翼飛行器向左偏移時，則控制器僅向左繼電器發送控制信號，左繼電器打開，左翼短脈沖等離子體高壓電源向左翼等離子體激勵器供電，左翼等離子體激勵器將提升左側機翼的上升力，直至飛行姿態恢復正常；

如果控制器判斷飛行姿態不正確，當控制器判斷飛翼飛行器向右偏移時，則控制器僅向右繼電器發送控制信號，右繼電器打開，右翼短脈沖等離子體高壓電源向右翼等離子體激勵器供電，右翼等離子體激勵器將提升右側機翼的上升力，直至飛行姿態恢復正常；

當飛翼飛行器正常飛行的過程中，如果控制器判斷飛行姿態正常，則不動作；如果氣流使飛翼飛行器的機翼向左偏移，則控制器開啟左翼等離子體激勵器直至飛行姿態恢復正常；如果氣流使飛翼飛行器的機翼向右偏移，則控制器開啟右翼等離子體激勵器直至飛行姿態恢復正常；實現飛行姿態的實時控制。

本發明的有益效果為：