CN113998106B - 无人机水上迫降方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机水上迫降方法，首先对动力系统进行诊断，再对迫降时无人机周围的风力条件，水面状态进行分析，选择最合适的迫降方法，减小无人机在水光环境工作时因意外迫降而有可能造成的损失，提高了安全性能。

Description

无人机水上迫降方法

技术领域

本发明涉及无人飞行器领域，具体是一种无人机水上迫降方法。

背景技术

对于经常作业于水上环境的无人机，在设计时必须考虑其需要在水上迫降的可能性。水上迫降时，水上迫降施加在飞机上的载荷与地面坠撞完全不同，从抗坠毁性角度考虑，必须设计相对应的迫降的方法。

现有的作业于水上环境的无人机，对于一些具有悬停功能的无人机来说，迫降时可以先减速悬停在缓慢降落，但是考虑到水上的复杂环境以及可能出现的悬停系统故障灯问题，还是需要增加额外措施，比如在无人机底部增加气垫，用于迫降时与水面进行缓冲。现有的这些方法在一定程度上增加了水面迫降的安全性，但是在恶劣天气下或无人机动力系统故障严重时，水面迫降的安全性完全无法得到保证。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种无人机水上迫降方法，综合考虑各种情况下的迫降情况，减小无人机在水光环境工作时因意外迫降而有可能造成的损失，提高了安全性能。

本发明提供了一种无人机水上迫降方法，包括以下步骤：

1）动力系统诊断：判断迫降原因是否是动力系统故障，若动力系统完全正常，则减速至悬停在水面上方，逐渐减小升力缓慢降落在水面上；若动力系统完全故障，则直接展开缓冲气囊并无人机底部对水面及前进方向进行最大功率气体喷射，降低迫降速度；若动力系统部分故障或动力不足，则进入下一步；

2）迫降环境分析：

2.1）风力条件分析，根据当前环境风向、无人机当前飞行速度以及动力系统状态，选择合适的迫降路线；

2.2）水面状态分析，根据当前水面的波浪状况，选择合适的入水角度；

2.3）展开缓冲气囊，并根据步骤1）中动力系统诊断得到的无人机现有升力大小，分析需要提供的反作用力，从无人机底部对水面进行气体喷射，保证无人机以安全速度迫降。

进一步改进，步骤2.1）中所述的迫降路线包括顺风迫降、迎风迫降，当无人机飞行速度较大且动力系统故障较为严重时，采用迎风迫降路线；当无人机飞行速度较慢或动力系统故障不严重时，采用顺风迫降路线。

进一步改进，步骤2.2）所述的波浪状况包括波浪形状、浪高、波浪传播时间、波长、角频率和平均水深。

进一步改进，步骤1）和步骤2.3）中所述的气体喷射，采用安装在无人机底部的多自由度喷气腔体。

进一步改进，步骤1）和步骤2.3）中所述的缓冲气囊为充气气囊、充气量根据计算预估得到的无人机与水面接触时的瞬间速度决定。

本发明有益效果在于：综合考虑各种情况下的迫降情况，减小无人机在水光环境工作时因意外迫降而有可能造成的损失，提高了安全性能。

附图说明

图1为无人机入水状态示意图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种无人机水上迫降方法，包括以下步骤：

1）动力系统诊断：判断迫降原因是否是动力系统故障，若动力系统完全正常，则减速至悬停在水面上方，逐渐减小升力缓慢降落在水面上；若动力系统完全故障，则直接展开缓冲气囊并无人机底部对水面及前进方向进行最大功率气体喷射，降低迫降速度；若动力系统部分故障或动力不足，则进入下一步。

2）迫降环境分析：

2.1）风力条件分析，根据当前环境风向、无人机当前飞行速度以及动力系统状态，选择合适的迫降路线；所述的迫降路线包括顺风迫降、迎风迫降，当无人机飞行速度较大且动力系统故障较为严重时，采用迎风迫降路线；当无人机飞行速度较慢或动力系统故障不严重时，采用顺风迫降路线。

2.2）水面状态分析，根据当前水面的波浪状况，选择合适的入水角度；所述的波浪状况包括波浪形状、浪高、波浪传播时间、波长、角频率和平均水深。

2.3）展开缓冲气囊，并根据步骤1）中动力系统诊断得到的无人机现有升力大小，分析需要提供的反作用力，从无人机底部对水面进行气体喷射，如图1所示，保证无人机以安全速度迫降。所述的气体喷射，采用安装在无人机底部的多自由度喷气腔体。所述的缓冲气囊为充气气囊、充气量根据计算预估得到的无人机与水面接触时的瞬间速度决定。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种无人机水上迫降方法，其特征在于包括以下步骤：

1）动力系统诊断：判断迫降原因是否是动力系统故障，若动力系统完全正常，则减速至悬停在水面上方，逐渐减小升力缓慢降落在水面上；若动力系统完全故障，则直接展开缓冲气囊并无人机底部对水面及前进方向进行最大功率气体喷射，降低迫降速度；若动力系统部分故障或动力不足，则进入下一步；

2）迫降环境分析：

2.1）风力条件分析，根据当前环境风向、无人机当前飞行速度以及动力系统状态，选择迫降路线，迫降路线包括顺风迫降、迎风迫降，当无人机飞行速度较大且动力系统故障较为严重时，采用迎风迫降路线；当无人机飞行速度较慢或动力系统故障不严重时，采用顺风迫降路线；

2.2）水面状态分析，根据当前水面的波浪状况，选择入水角度，波浪状况包括波浪形状、浪高、波浪传播时间、波长、角频率和平均水深；

2.3）展开缓冲气囊，并根据步骤1）中动力系统诊断得到的无人机现有升力大小，分析需要提供的反作用力，从无人机底部对水面进行气体喷射，保证无人机以安全速度迫降。

2.根据权利要求1所述的无人机水上迫降方法，其特征在于：步骤1）和步骤2.3）中所述的气体喷射，采用安装在无人机底部的多自由度喷气腔体。

3.根据权利要求1所述的无人机水上迫降方法，其特征在于：步骤1）和步骤2.3）中所述的缓冲气囊为充气气囊、充气量根据计算预估得到的无人机与水面接触时的瞬间速度决定。