[發明專利]一種艦載垂直起降無人機及飛行方法

有效

• 申請號: 202011378411.6
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112498678B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 李勝全;黃裘俊;張愛東;陸海博;孫曉雨;程正坤
• 申請（專利權）人: 鵬城實驗室
• 主分類號: B64C27/28
• 分類號: B64C27/28;B64C29/02
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 朱陽波

1.一種艦載垂直起降無人機，其特征在于，包括：

機身，所述機身的左右兩側分別設置有具有可折疊結構的機翼，所述機身的后端設置有尾翼，所述尾翼與所述機身成一體設計且所述尾翼從所述機身至尾端逐漸變小，呈三角狀設置，所述尾翼用于控制無人機的俯仰、偏航和傾斜以改變其飛行姿態；

主旋翼，所述主旋翼設于所述機翼上；

輔助旋翼；所述輔助旋翼設于所述尾翼上，且所述輔助旋翼與所述尾翼之間設置有可旋轉的機架，且所述機架固定設于所述尾翼的中心軸線上，且所述機架圍繞所述尾翼旋轉的角度范圍為0-180°，所述輔助旋翼通過可旋轉的所述機架實現在所述尾翼進行一定角度的旋轉，所述輔助旋翼用于提供垂直于飛行方向的俯仰姿態控制所需的抬頭或低頭的力矩動力源，利用輔助旋翼的差速運動改變無人機的傾角，通過不同位置的輔助旋翼的差速運動提供垂直于飛行方向的俯仰姿態控制所需的抬頭或低頭的力矩動力源。

2.根據權利要求1所述的艦載垂直起降無人機，其特征在于，所述輔助旋翼包括第一輔助旋翼以及第二輔助旋翼，所述第一輔助旋翼以及所述第二輔助旋翼分別設置于所述機架的兩端。

3.根據權利要求2所述的艦載垂直起降無人機，其特征在于，所述機翼包括第一機翼、第二機翼以及第三機翼，所述第一機翼與所述機身固定相接，所述第一機翼、所述第二機翼以及所述第三機翼依次連接，且所述第一機翼與所述第二機翼為轉動連接，用于實現可收納的折疊結構。

4.根據權利要求3所述的艦載垂直起降無人機，其特征在于，所述第二機翼折疊后置于所述第一機翼的上方，所述第三機翼與所述第二機翼固定相接。

5.一種基于權利要求4所述的艦載垂直起降無人機的飛行方法，其特征在于，所述機架旋轉展開至與所述尾翼垂直，且所述機架兩端的所述輔助旋翼通過差速運動使所述無人機產生扭轉力矩，以此改變所述無人機的傾角，使得所述無人機由垂直向上飛升轉向水平飛行，或者使得所述無人機由水平飛行轉向垂直朝上飛行。

6.根據權利要求5所述的艦載垂直起降無人機的飛行方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S10，垂直起飛：所述機翼從折疊狀態切換為打開狀態，且使得所述機身直立于基面上，所述機架旋轉展開至與所述尾翼垂直，所述主旋翼以及所述輔助旋翼朝上旋轉帶動所述無人機垂直起飛；

S20，轉向水平飛行：所述無人機飛行至指定高度后，所述機架兩端的所述輔助旋翼通過差速運動使所述無人機產生扭轉力矩，以此改變所述無人機的傾角，使得所述無人機垂直向上飛升轉向水平飛行；

S30，平飛：所述無人機通過所述機翼產生浮力，且通過所述主旋翼以及所述輔助旋翼旋轉產生向前的推力使得所述無人機水平飛行；

S40，垂直降落：所述機架兩端的所述輔助旋翼通過差速運動使所述無人機產生扭轉力矩，以此改變所述無人機的傾角，使得無人機主旋翼朝上，通過控制所述主旋翼的轉速，使得所述無人機降落；

S50，復位：所述無人機降落在指定位置后，所述主旋翼以及所述輔助旋翼停止旋轉，調整所述機架帶動所述輔助旋翼旋轉轉至與所述尾翼平行，控制所述機翼折疊收起。

7.根據權利要求6所述的艦載垂直起降無人機的飛行方法，其特征在于，在所述S20步驟中，當執行轉向水平飛行時，調整所述第一輔助旋翼以及所述第二輔助旋翼的轉速，使所述無人機產生扭轉力矩，以此改變所述無人機的傾角，使得所述無人機向上飛升轉向水平飛行。

8.根據權利要求6所述的艦載垂直起降無人機的飛行方法，其特征在于，所述無人機垂直向上飛升轉向水平飛行時，所述第一輔助旋翼置于所述尾翼的正部，所述第二輔助旋翼置于所述尾翼的背部，且所述第一輔助旋翼的轉速大于所述第二輔助旋翼的轉速。

9.根據權利要求6所述的艦載垂直起降無人機的飛行方法，其特征在于，在所述S40步驟中，所述無人機水平飛行轉垂直降落時，調整所述第一輔助旋翼以及所述第二輔助旋翼的轉速，使得所述第一輔助旋翼的轉速小于所述第二輔助旋翼的轉速，致使所述無人機產生向上的扭轉力矩，以此改變所述無人機的傾角，使得所述無人機水平飛行轉向向上飛升，然后降低所述主旋翼的轉速使得所述無人機下降。