CN105711834A - 旋翼推进垂直启飞式滑翔机及其飞行控制方法 - Google Patents

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Abstract

旋翼推进垂直启飞式滑翔机及其飞行控制方法，涉及到飞行器技术领域，尤其是涉及到无人式滑翔机结构改进方面。解决现有无人式滑翔机存在适应性不足的技术问题，包括有滑翔翼，设于滑翔翼尾部的四组以上用于推进滑翔翼飞行和滑翔翼飞行姿态调整的旋翼推进机构，以及安装于滑翔翼上用于感应滑翔翼飞行姿态和分别控制四组以上旋翼推进机构转速的无人机控制器。起飞时，在无人机控制器控制下四组以上旋翼推进机构推动本发明滑翔机垂直上升，而无需供滑翔起飞所需场地，垂直上升到预设高度后，改变部分旋翼推进机构的转速，使本发明滑翔机倾斜进入至滑翔状态，达到与普通滑翔机具有的节能和续航时间长的优点。

Description

旋翼推进垂直启飞式滑翔机及其飞行控制方法
技术领域
本发明涉及到飞行器技术领域，尤其是涉及到无人式滑翔机结构改进方面。
背景技术
滑翔机与直升机相比具有节能和续航时间长的特点，但目前普通的滑翔机都需要在平整的地面滑翔一定的距离，机翼切割空气产生升力而托起飞机，这样就需要一定有足够的平整地面，类似于普通客机一定需要飞机场，这样滑翔机的应用就受到一定的空间局限性。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于解决现有无人式滑翔机存在适应性不足的技术问题，而提出一种旋翼推进垂直启飞式滑翔机及其飞行控制方法。
为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：旋翼推进垂直启飞式滑翔机，其特征在于所述滑翔机包括有滑翔翼，设于滑翔翼尾部的四组以上用于推进滑翔翼飞行和滑翔翼飞行姿态调整的旋翼推进机构，以及安装于滑翔翼上用于感应滑翔翼飞行姿态和分别控制四组以上旋翼推进机构转速的无人机控制器。
所述的各组旋翼推进机构分别包括有旋翼，驱动旋翼旋转的马达及旋翼防护支架；所述的马达和旋翼防护支架安装于滑翔翼尾部，马达与无人机控制器电连接。
所述的滑翔翼为前端小的锥型结构，其横截面为十字形。
所述的滑翔翼棱边上设有降落滑动轮。
所述的旋翼推进垂直启飞式滑翔机的飞行控制方法，其特征在于所述飞行控制方法包括有：A.起飞控制方法，将所述滑翔机尾部向地面，垂直于地面上，无人机控制器控制四组以上旋翼推进机构同时启动，由四组以上旋翼推进机构推力作用下驱动滑翔翼垂直上升；B.滑翔控制方法，在所述滑翔机垂直上升到预设高度之后，无人机控制器调节一组以上的旋翼推进机构的转速，使滑翔翼由垂直上升姿态调整为向目标倾斜的滑翔状态；在滑翔状态下通过调节上下两组旋翼推进机构的转速实现所述滑翔机滑翔高度调整，通过调节左右两组旋翼推进机构的转速实现所述滑翔机左右滑翔方向调整。
所述飞行控制方法还包括有：C.降落控制方法，无人机控制器控制四组以上旋翼推进机构调整所述滑翔机以俯冲状态飞向停放区，并逐步降低四组以上旋翼推进机构的推力，使所述滑翔机减速滑向停放位置。
或者，所述飞行控制方法还包括有：C.降落控制方法，无人机控制器控制四组以上旋翼推进机构调整所述滑翔机以俯冲状态飞向停放区上方之后，无人机控制器控制四组以上旋翼推进机构调整所述滑翔机姿态为垂直上升状态，进入平稳垂直上升状态之后，逐步降低四组以上旋翼推进机构的推力，使所述滑翔机悬停，之后再逐步降低四组以上旋翼推进机构的推力，使所述滑翔机保持垂直向上状态降落。
本发明的有益效果为：本发明滑翔机起飞时，在无人机控制器控制下四组以上旋翼推进机构推动本发明滑翔机垂直上升，而无需供滑翔起飞所需场地，垂直上升到预设高度后，改变部分旋翼推进机构的转速，使本发明滑翔机倾斜进入至滑翔状态，达到与普通滑翔机具有的节能和续航时间长的优点。
附图说明
图1为本发明滑翔机起飞状态时的立体结构示意图；
图2为本发明滑翔机滑翔状态时的立体结构示意图；
图3和图4分别为两种不同滑翔翼时的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明的结构和控制方法作进一步地说明。
参照图1至图3中所示，本发明的旋翼推进垂直启飞式滑翔机，包括有滑翔翼1、四组以上旋翼推进机构2和无人机控制器3。
滑翔翼1主要用于在本发明滑翔机进入滑翔状态后，切割空气产生升力而托起本发明向前滑翔。所述的滑翔翼1为前端小的锥型结构，其横截面为十字形。如图3和图4中所示，滑翔翼1类似于子弹头结构，根据空气动力学原理降低风阻，保证本发明滑翔机能平稳飞行。若本发明滑翔机采用滑翔降落时，根据需要，可以在所述的滑翔翼棱边上设有降落滑动轮，降低滑翔翼1损坏概率。
四组以上旋翼推进机构2设于滑翔翼1尾部，在具体实施过程中优选采用四组旋翼推进机构2，旋翼推进机构2用于推进滑翔翼1垂直上升或持续向前滑翔飞行所需的推力，以及用于调整滑翔翼的飞行姿态。所述的四组旋翼推进机构2分别设在滑翔翼尾部的前、后、左、右四个不同方向上。所述的四组旋翼推进机构分别包括有旋翼21，驱动旋翼21旋转的马达22及旋翼防护支架；所述的马达22和旋翼防护支架安装于滑翔翼1尾部，马达22与无人机控制器电连接。旋翼防护支架用于起飞或降落时保护旋翼21不受损。
无人机控制器3主要由陀螺仪、加速计、地磁感应及GPS构成，目前市面上无人机的无人机控制器一般用作无人机姿态稳定和控制，本发明的无人机控制器安装于滑翔翼上用于感应滑翔翼飞行姿态和分别控制四组旋翼推进机构转速，还实现飞行模式的转换，也即起飞时，控制本发明滑翔机处于垂直平稳上升的飞行模式，而在上升到预设高度之后，控制本发明滑翔机转换至滑翔飞行模块。
本发明旋翼推进垂直启飞式滑翔机的飞行控制方法包括有：A.起飞控制方法，将所述滑翔机尾部向地面，垂直于地面上，无人机控制器控制四组旋翼推进机构同时启动，由四组旋翼推进机构推力作用下驱动滑翔翼垂直上升；B.滑翔控制方法，在所述滑翔机垂直上升到预设高度之后，无人机控制器调节一组以上的旋翼推进机构的转速，使滑翔翼由垂直上升姿态调整为向目标倾斜的滑翔状态；在滑翔状态下通过调节上下两组旋翼推进机构的转速实现所述滑翔机滑翔高度调整，通过调节左右两组旋翼推进机构的转速实现所述滑翔机左右滑翔方向调整。
C.降落控制方法，无人机控制器控制四组旋翼推进机构调整所述滑翔机以俯冲状态飞向停放区，并逐步降低四组旋翼推进机构的推力，使所述滑翔机减速滑向停放位置。
在具体实施过程中，C.降落控制方法可以采用另外一种方案：无人机控制器控制四组旋翼推进机构调整所述滑翔机以俯冲状态飞向停放区上方之后，无人机控制器控制四组旋翼推进机构调整所述滑翔机姿态为垂直上升状态，进入平稳垂直上升状态之后，逐步降低四组旋翼推进机构的推力，使所述滑翔机悬停，之后再逐步降低四组旋翼推进机构的推力，使所述滑翔机保持垂直向上状态降落。

Claims (7)

1.旋翼推进垂直启飞式滑翔机，其特征在于所述滑翔机包括有滑翔翼，设于滑翔翼尾部的四组以上用于推进滑翔翼飞行和滑翔翼飞行姿态调整的旋翼推进机构，以及安装于滑翔翼上用于感应滑翔翼飞行姿态和分别控制四组以上旋翼推进机构转速的无人机控制器。
2.根据权利要求1所述的旋翼推进垂直启飞式滑翔机，其特征在于：所述的各组旋翼推进机构分别包括有旋翼，驱动旋翼旋转的马达及旋翼防护支架；所述的马达和旋翼防护支架安装于滑翔翼尾部，马达与无人机控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的旋翼推进垂直启飞式滑翔机，其特征在于：所述的滑翔翼为前端小的锥型结构，其横截面为十字形。
4.根据权利要求3所述的旋翼推进垂直启飞式滑翔机，其特征在于：所述的滑翔翼棱边上设有降落滑动轮。
5.如权利要求1至4任一项所述的旋翼推进垂直启飞式滑翔机的飞行控制方法，其特征在于所述飞行控制方法包括有：A.起飞控制方法，将所述滑翔机尾部向地面，垂直于地面上，无人机控制器控制四组以上旋翼推进机构同时启动，由四组以上旋翼推进机构推力作用下驱动滑翔翼垂直上升；B.滑翔控制方法，在所述滑翔机垂直上升到预设高度之后，无人机控制器调节一组以上的旋翼推进机构的转速，使滑翔翼由垂直上升姿态调整为向目标倾斜的滑翔状态；在滑翔状态下通过调节上下两组旋翼推进机构的转速实现所述滑翔机滑翔高度调整，通过调节左右两组旋翼推进机构的转速实现所述滑翔机左右滑翔方向调整。
6.根据权利要求5所述的飞行控制方法，其特征在于所述飞行控制方法还包括有：C.降落控制方法，无人机控制器控制四组以上旋翼推进机构调整所述滑翔机以俯冲状态飞向停放区，并逐步降低四组以上旋翼推进机构的推力，使所述滑翔机减速滑向停放位置。
7.根据权利要求5所述的飞行控制方法，其特征在于：其特征在于所述飞行控制方法还包括有：C.降落控制方法，无人机控制器控制四组以上旋翼推进机构调整所述滑翔机以俯冲状态飞向停放区上方之后，无人机控制器控制四组以上旋翼推进机构调整所述滑翔机姿态为垂直上升状态，进入平稳垂直上升状态之后，逐步降低四组以上旋翼推进机构的推力，使所述滑翔机悬停，之后再逐步降低四组以上旋翼推进机构的推力，使所述滑翔机保持垂直向上状态降落。
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