CN113335503A - 一种巡航大过载机动的变构型无人机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请的一种巡航大过载机动的变构型无人机控制方法，包括如下步骤：实时获取航行过程中无人机的航行信息；判断航行时所需指标是否由小于阈值状态转换为大于阈值状态，若为否则航行状态不变，若是则改变航行状态；驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出控制指令，控制尾翼由上翘状态转换为水平状态。具有提高无人机巡航时隐身特性的技术效果。
Description
技术领域
本申请属于变构型无人机领域，特别涉及一种巡航大过载机动的变构型无人机控制方法。
背景技术
目前,无人机的布局设计技术比较成熟。利用隐身布局技术设计的无人机，隐身指标很高，但气动指标不是最优；利用气动巡航高升阻比布局技术设计的无人机，巡航性能很好，大过载机动性能不好；利用气动大过载机动布局技术设计的无人机，大过载机动性能很好，但巡航性能不好。因此，需要设计一种航行状态下提高无人机性能的控制方法。
发明内容
本申请的目的是提供了一种巡航大过载机动的变构型无人机控制方法，以解决现有技术中无人机航行状态下无人机性能不高的特点。
本申请的技术方案是：一种巡航大过载机动的变构型无人机控制方法，包括如下步骤：实时获取航行过程中无人机的航行信息；判断航行时所需指标是否由小于阈值状态转换为大于阈值状态，若为否则航行状态不变，若是则改变航行状态；驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出控制指令，控制尾翼由上翘状态转换为水平状态。
优选地，判断航行时所需指标是否由小于阈值状态转换为大于阈值状态，若为否则航行状态不变，若是则改变航行状态；
驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出指令，控制尾翼由水平状态转换为上翘状态。
优选地，所述所需指标包括飞行高度、压力、温度、里程的一种或几种。
优选地，所述尾翼控制单元包括液压作动筒和曲臂连杆装置，所述液压作动筒铰接配合于机尾内，所述曲臂连杆装置转动连接于尾翼和机尾之间，所述液压作动筒的活塞杆与曲臂连杆装置的曲轴转动配合。
优选地，无人机进行过载机动状态时包括如下步骤；判断无人机是否由正常飞行状态转换为过载机动状态，若否则航行状态不变，若是则改变无人机飞行状态；驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出指令，控制尾翼由水平状态转换为上翘状态；控制无人机副翼转换至偏转状态；控制无人机绕体纵轴作180°滚转，实现倒飞；控制无人机副翼转换至正常状态。
优选地，无人机退出过载机构状态时包括如下步骤：
判断无人机是否由过载机动状态转换为正常飞行状态，若否则航行状态不变，若是则改变无人机飞行状态；
控制无人机副翼转换至偏转状态；
控制无人机绕体纵轴作180滚转，实现正飞；
驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出控制指令，控制尾翼由上翘状态转换为水平状态；
控制无人机副翼转换至正常状态。
优选地，所述航行信息的获取终端包括地面接收装置和无人机内置处理器，所述地面接收装置内设有地面信号接收单元、地面信号处理单元、地面信号发射单元，所述无人机内置处理器包括空中信号接收单元、空中信号处理单元、空中信号发射单元。
本申请的一种巡航大过载机动的变构型无人机控制方法，通过实时记录无人机的航行信息，在起飞一定高度后将尾翼由上翘状态转换为水平状态，以保证无人机在航行时的安全性能，在过载机动时将无人机绕体纵轴滚转180°，实现倒飞，以保证无人机在过载机动状态的气动效率和升力系数增加速度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请整体判断流程示意图；
图2为本申请起飞时副翼转换状态的流程示意图；
图3为本申请无人机副翼上翘状态结构示意图；
图4为本申请无人机副翼水平状态结构示意图；
图5为本申请降落时副翼转换状态的流程示意图；
图6为本申请进入过载机动状态的流程示意图；
图7为本申请无人机倒飞状态的结构示意图；
图8为本申请退出过载机动状态的流程示意图；
图9为本申请无人机内置处理器的结构示意图。
1-尾翼，
2-机尾。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
一种巡航大过载机动的变构型无人机控制方法，无人机具有起飞、正常航行状态、过载机动状态、降落等多种状态。
如图1和图2所示，其包括如下步骤：
步骤S100，实时获取航行过程中无人机的航行信息；
步骤S110，判断航行时所需指标是否由小于阈值状态转换为大于阈值状态，若为否则航行状态不变，若是则改变航行状态；
步骤S120，驱动尾翼控制模块，所述尾翼控制模块向尾翼控制装置发出控制指令，控制尾翼1由上翘状态转换为水平状态；
无人机飞行时的信息包括温度、压力、飞行高度、里程等多种信息，无人机上的传感器单元在获取这些信息后，将这些信号发出。
发出的信号可以由天空端的无人机内置处理器接收，也可以由地面端的地面接收装置进行接收，对于多组无人机，可以设置多组地面接收装置，也可以设置总的地面接收站进行信号的处理。
如图3、图4所示，步骤S110与步骤S120处于无人机起飞前后的状态，无人机在升降时主要需要考虑无人机的擦地角不能太小以免碰撞地面，擦地角为无人机尾翼1与水平方向的夹角。同时，尾翼1需要足够的抗侧风能力以保证无人机的起降安全，这就需要无人机的上翘尾翼1。
然后尾翼1上翘会形成很强的雷达散射，在航行时破坏了无人机的隐身特性，尾翼1水平放置可以明显改善无人机的隐身特性。
因此本申请在起飞时采用上翘尾翼1，在起飞一定高度后无人机采用水平尾翼1来保证隐身性能。
因此在步骤S110中用来判断是否达到所需的高度。
优选地，所需指标包括飞行高度、压力、温度、里程的一种或几种。无人机起飞后，其飞行高度、压力、温度和里程等数据会发生相应的改变，通过对这些数据与所需的高度进行对比，能够直接或间接地判断出是否达到相应的高度。
无人机尾翼1在转换为水平状态后，隐身性能提高，能够更安全地进行巡航或其它工作。
尾翼控制模块用于驱动尾翼控制装置工作，尾翼控制装置工作时带动尾翼1摆动，以改变尾翼1状态。
优选地，无人机返航降落时需要将尾翼1由水平转换为上翘状态，实现安全降落，
如图5所示，具体包括如下步骤：
步骤S230，判断航行时所需指标是否由阈值状态转换为大于阈值状态，若为否则航行状态不变；
步骤S240，驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出指令，控制尾翼1由水平状态转换为上翘状态。
尾翼1由水平状态转换为上翘状态后，擦地角增大，抗侧风能力增加，能够进行更安全的起降。
优选地，尾翼控制装置共有两组并分别对应两组尾翼1设置，尾翼控制装置包括液压作动筒和曲臂连杆装置，曲臂连杆装置部分曲轴、部分直轴，液压作动筒设于机尾2靠近尾翼1的一侧，机尾2内能够设置相应的底座，液压作动筒的底部与该底座铰接设置。曲臂连杆装置转动连接于尾翼1和机尾2之间，液压作动筒的活塞杆与曲臂连杆装置的曲轴处转动配合，液压作动筒工作，带动曲臂连杆装置转动，从而实现尾翼1的缓慢摆动。
如图3所示，在考虑无人机的起降需求时，无人机尾翼1为上翘状态，如果采用上翘状态进行无人机的大过载机动时，机身会严重干扰尾翼1的流态，尾翼1的气动效率明显降低，从而升力系数随迎角的增速缓慢，影响过载机动状态。
如图6、图7所示，优选地，无人机进行过载机动状态时包括如下步骤：
步骤S130，判断无人机是否由正常飞行状态转换为过载机动状态，若否则航行状态不变，若是则改变无人机飞行状态；
步骤S140，驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出指令，控制尾翼1由水平状态转换为上翘状态；
步骤S150，控制无人机副翼转换至偏转状态；
步骤S160，控制无人机绕体纵轴作180°滚转，实现倒飞；
步骤S170，控制无人机副翼转换至正常状态；
判断是否转换至过载机动状态时，可以由设定的程序执行，也可以人为发出控制指令以改变飞行状态。
在进行无人机的滚转前，需现将尾翼1由水平状态转换为上翘状态，以减少滚转时的风阻；控制无人机副翼偏转，使得无人机在滚转时的风阻大幅减小，从而能够实现稳定的滚转。倒飞后将副翼转换至正常状态，以实现稳定飞行。
如图7所示，在进行大过载机动时，无人机倒飞，尾翼1位于无人机腹部，不会受到机身的干扰，气动效率很高，升力系数能够随迎角呈线性增加，保证过载机动时的无人机飞行质量。
如图8所示，优选地，无人机退出过载机动状态时，需要实现正飞以保证无人机的常态下的飞行质量及隐身性能，包括如下步骤：
步骤S180，判断无人机是否由正常飞行状态转换为过载机动状态，若否则航行状态不变，若是则改变无人机飞行状态；
步骤S190，控制无人机副翼偏转；
步骤S200，控制无人机绕体纵轴作180°滚转，实现正飞。
步骤S210，驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出指令，控制尾翼1由上翘状态转换为水平状态；
步骤S220，控制无人机副翼转换至正常状态；
在由倒飞实现正飞时，需要将尾翼1保持在上翘状态、副翼保持在偏转状态，以减少滚转时的风阻，实现稳定滚转。
无人机正飞后，将副翼转换至正常状态，将尾翼1转换至水平状态，以保证在正常飞行的同时提高隐蔽性。
如图9所示，优选地，地面接收装置内设有地面信号接收单元、地面信号处理单元、地面信号发射单元，地面信号接收单元用于接收无人机的航行信息，地面信号处理单元用于对无人机的航行信息进行处理，判断是否进行无人机飞行状态的转换，地面信号发射单元用于发出地面信号处理单元处理后的信息，由无人机进行接收。
无人机内置处理器包括空中信号接收单元、空中信号处理单元和空中信号发射单元，无人机信号接收单元用于接收传感器单元或地面信号发射单元发出的信息，空中信号处理单元用于对接收到的信息进行处理，判断是否进行无人机飞行状态的转换，无人机信号发射单元用于向地面信号接收单元或尾翼控制模块发出控制指令，以实现无人机飞行状态转换的控制。
本发明通过对无人机在起飞、正常航行、过载机动、降落状态时对尾翼1或副翼的飞行状态进行转换，实现了无人机起降特性、巡航气动特性、巡航隐身特性、大过载机动特性均最优，解决了气动布局设计中期望实现各指标最优且互相矛盾的难题。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种巡航大过载机动的变构型无人机控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
实时获取航行过程中无人机的航行信息；
判断航行时所需指标是否由小于阈值状态转换为大于阈值状态，若为否则航行状态不变，若是则改变航行状态；
驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出控制指令，控制尾翼(1)由上翘状态转换为水平状态。
2.如权利要求1所述的巡航大过载机动的变构型无人机控制方法；无人机进行降落时还包括如下步骤；
判断航行时所需指标是否由小于阈值状态转换为大于阈值状态，若为否则航行状态不变，若是则改变航行状态；
驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出指令，控制尾翼(1)由水平状态转换为上翘状态。
3.如权利要求1所述的巡航大过载机动的变构型无人机控制方法；所述所需指标包括飞行高度、压力、温度、里程的一种或几种。
4.如权利要求1所述的巡航大过载机动的变构型无人机控制方法；所述尾翼(1)控制单元包括液压作动筒和曲臂连杆装置，所述液压作动筒铰接配合于机尾(2)内，所述曲臂连杆装置转动连接于尾翼(1)和机尾(2)之间，所述液压作动筒的活塞杆与曲臂连杆装置的曲轴转动配合。
5.如权利要求1所述的巡航大过载机动的变构型无人机控制方法；无人机进行过载机动状态时包括如下步骤；
判断无人机是否由正常飞行状态转换为过载机动状态，若否则航行状态不变，若是则改变无人机飞行状态；
驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出指令，控制尾翼(1)由水平状态转换为上翘状态；
控制无人机副翼转换至偏转状态；
控制无人机绕体纵轴作180°滚转，实现倒飞；
控制无人机副翼转换至正常状态。
6.如权利要求5所述的巡航大过载机动的变构型无人机控制方法；无人机退出过载机构状态时包括如下步骤：
判断无人机是否由过载机动状态转换为正常飞行状态，若否则航行状态不变，若是则改变无人机飞行状态；
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驱动尾翼控制模块，尾翼控制模块向尾翼控制装置发出控制指令，控制尾翼(1)由上翘状态转换为水平状态；
控制无人机副翼转换至正常状态。
7.如权利要求1所述的巡航大过载机动的变构型无人机控制方法；所述航行信息的获取终端包括地面接收装置和无人机内置处理器，所述地面接收装置内设有地面信号接收单元、地面信号处理单元、地面信号发射单元，所述无人机内置处理器包括空中信号接收单元、空中信号处理单元、空中信号发射单元。
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