[發明專利]一種飛行器及其控制方法

在審

• 申請號: 202110232478.7
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112960100A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 劉曉鵬;王飛
• 申請（專利權）人: 北京博鷹通航科技有限公司
• 主分類號: B64C1/00
• 分類號: B64C1/00;B64C3/10;B64C21/00;B64C39/12;B64C29/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種飛行器及其控制方法，包括機身，螺旋槳、電機、鴨翼、機翼、控制系統以及能源管理系統，鴨翼為梯形，位于機身前部的中軸線位置，高于機翼；機翼為修形三角翼，前緣圓弧過度，安裝與機身中后段，低于鴨翼，呈下單翼布局，鴨翼和機翼構成鴨式布局，實現耦合渦流增升。控制方法包括：起飛階段，飛行器以兩軸模式垂直起飛，當空速超過臨界空速后，飛行器由兩軸模式轉換為固定翼模式飛行；降落階段，飛行器以固定翼模式進入下滑航線，降高減速飛行；當速度小于臨界空速后，飛行器由固定翼模式轉換為兩軸模式；飛行器以兩軸模式，保持高度飛向降落點；到達降落點后，飛行器垂起降落。

技術領域

本發明涉及一種飛行器，尤其是具有雙發矢量鴨翼布局垂直起降的飛行器及其控制方法。

背景技術

目前小型飛行器主要采用不可折疊機翼，折疊機翼，高速十字彈翼三種布局方式。

不可折疊機翼飛行器，采用固定式機翼，這種飛行器體積巨大一般只能采用火箭助推箱式發射，飛行器體積巨大使用復雜，不便于單兵使用和多平臺部署。這種飛行器飛行速度較快，發現目標難度較大，必須由經過長時間培訓的操作人員使用。一般一次性使用或者開傘降落，傘降回收過程復雜不可控，重新確認狀態時間較長無法快速重復使用。

折疊機翼飛行器，體積較小，采用迫擊炮式大過載彈射發射，然后展開機翼進行巡飛任務，發射時過載較大，對彈載設備沖擊較大，造成整機成本很高，不利于飛行器大規模裝備。此類飛行器，飛行速度較快，搜索目標難度較大，不利于操作人員快速偵查。此外，這類飛行器無法完成安全回收，如果沒有發現目標只能自毀，無法重復回收使用。

高速十字彈翼飛行器，采用反坦克導彈技術，成本較高，飛行速度快，很難執行偵查搜索任務，只能先由其他手段完成目標初始偵查再發射飛行器打擊。再者，此類飛行器體積巨大，彈翼展開巨大，儲存運輸對單兵壓力較大，無法完成單兵獨立作戰。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種具有雙發矢量鴨翼布局垂直起降的飛行器，兼顧高速和低速的飛行性能、易于垂直自主起降、結構簡單、方便生產和回收。

本發明的技術方案為：一種飛行器，包括機身，螺旋槳、電機、鴨翼、機翼、控制系統以及能源管理系統，機身為圓柱桶型，機身的頭部和尾部為整流圓錐形，減小誘導阻力；鴨翼為梯形，位于機身前部的中軸線位置，高于機翼；機翼為修形三角翼，前緣圓弧過度，安裝與機身中后段，低于鴨翼，呈下單翼布局，鴨翼和機翼構成鴨式布局，實現耦合渦流增升；

鴨翼后掠角為40°、50°、60°或70°，機翼后掠角為40°、50°或60°；

優選，鴨翼后掠角為70°、機翼后掠角為40；

控制系統包括傳感采集單元、主控處理器、計算節點、通信模塊以及運動協處理器，其中，主控處理器、計算節點、通信模塊、運動協處理器安裝在機載飛控板卡上，傳感采集單元包括GPS和/或北斗導航系統、慣性導航系統、電子羅盤、空速管、氣溫計、振動傳感器以及結構形變傳感器，GPS和/或北斗系統獲取飛行器的位置數據，慣導裝置獲取飛行器的姿態數據，電子羅盤用于獲取航向數據，空速管獲取飛行器空速數據，振動傳感器和結構形變傳感器獲取機體結構數據；

主控處理器用于運行定時操作系統，解算定位、定向和定姿，執行飛行控制算法，接收通信信號以及調試，計算節點用于飛行器模式識別和系統重構，運動協處理用于電機驅動和鴨翼操控，主控處理器、計算節點、運動協處理器和傳感采集單元構成多核分布組網式硬件架構，主控處理器和運動協處理器間通過高速總線通訊機制交互數據；主控處理器與傳感采集單元間構成星形信息物聯網絡；主控處理器通過高速總線與計算節點和運動協處理器構成主從式多核決策中心。