垂直起降无人机增升控制装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及垂直起降无人机，尤其是一种垂直起降无人机增升控制装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]无人驾驶飞机是一种由遥控设备或机上程序控制设备控制飞行的不载人飞机。由于其用途广泛，结构简单，效费比好、无人员伤亡风险，机动性能好，在现代战争中有极其重要的作用，在民用领域更有广阔的前景。
[0003]目前无人机的起飞方式主要有零长发射、滑轨式发射、车载滑跑、起落架滑跑、母机空中投放、容器式发射装置发射、手抛和垂直起飞等。其中以垂直起飞方式起飞的无人机所需起飞场地面积最小、不受地形条件的限制，同时还可在空中实现悬停、倒飞、原地转弯等动作。
[0004]飞行过程中拉力和升力若全部由动力装置提供，则会造成无人机飞行速度低、航程小。若在巡航过程中升力由机翼提供，则会显著增加飞行速度和续航能力。
[0005]无人机在巡航过程中燃油消耗或完成投递任务后都将造成自身重量减轻，此时为保持平飞状态需相应减小无人机的升力面积。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种垂直起降无人机增升控制装置及其控制方法。
[0007]所述垂直起降无人机增升控制装置设有一对折叠驱动电机、一对可折叠襟翼、油量传感器、货物投放量传感器、飞行控制系统；
[0008]所述垂直起降无人机设有一对螺旋桨发动机、翼身融合飞行翼、可调垂直尾翼、一对可调水平尾翼；一对螺旋桨发动机安装在翼身融合飞行翼的前端左右方，螺旋桨发动机用于为无人机提供飞行所需的拉力，翼身融合飞行翼用于为无人机平飞状态提供升力，可调垂直尾翼设于翼身融合飞行翼后端顶部，一对可调水平尾翼设于翼身融合飞行翼的后端左右方；翼身融合飞行翼的尾部两侧分别设有左飞行翼支点和右飞行翼支点，左飞行翼支点和右飞行翼支点用于无人机起飞和降落状态起支撑作用；可调垂直尾翼的尾部设有垂直尾翼支点，垂直尾翼支点用于无人机起飞和降落状态起支撑作用；
[0009]所述一对折叠驱动电机设于翼身融合飞行翼两侧的机舱内，一对可折叠襟翼设于翼身融合飞行翼两侧的机舱内；所述油量传感器的油量电信号输出端接飞行控制系统的输入端，所述货物投放量传感器的货物投放量电信号输出端接飞行控制系统的输入端，飞行控制系统的收起角度电信号输出端接一对折叠驱动电机，一对折叠驱动电机用于驱动一对可折叠襟翼，以保持无人机的平飞状态，油量传感器、货物投放量传感器和飞行控制系统设于翼身融合飞行翼内。
[0010]所述可折叠襟翼的展开形状最好呈扇形，可折叠襟翼的展开形状为扇形是为了保证较大的升力面积。
[0011]垂直起降无人机增升控制方法，采用垂直起降无人机增升控制装置，其具体步骤如下:
[0012]I)起飞时，无人机轴线与地面垂直，无人机通过左飞行翼支点、右飞行翼支点和垂直尾翼支点稳定在起飞场地，之后一对螺旋桨发动机开始工作产生垂直起飞所需升力，无人机垂直起飞；
[0013]2)无人机垂直飞行到预定高度后，一对可调垂直尾翼和一对可调水平尾翼开始工作，将无人机的飞行姿态转为平飞，此时螺旋桨发动机只提供飞行所需拉力，而升力由具有翼型的翼身融合飞行翼提供，之后隐藏在翼身融合飞行翼内的可折叠襟翼在折叠驱动电机的驱动下打开；
[0014]3)在无人机巡航过程中，燃油逐渐被消耗，燃油的消耗通过油量传感器转化为油量电信号传递到飞行控制系统，飞行控制系统对接收的油量电信号进行处理，将计算后的收起角度电信号传递到折叠驱动电机，折叠驱动电机驱动可折叠襟翼收起一定角度以保持无人机的平飞状态；
[0015]4)无人机进行定点投放时，货物投放传感器将投放货物的质量转化为货物投放量电信号传递到飞行控制系统，飞行控制系统对接收的货物投放量电信号进行处理，将计算后的收起角度电信号传递到折叠驱动电机，折叠驱动电机驱动可折叠襟翼收起一定角度以保持无人机的平飞状态；
[0016]5)当接近着陆地点时，可折叠襟翼在折叠驱动电机的驱动下收起，无人机在可调垂直尾翼和可调水平尾翼的作用下转为轴线与地面垂直，之后升力由螺旋桨发动机提供，在无人机自身重力的作用下垂直下降。
[0017]所述水平尾翼和垂直尾翼用于调整无人机的飞行姿态和航向。
[0018]所述折叠驱动电机用于驱动折叠襟翼的收放；所述折叠襟翼在平飞状态下由折叠驱动电机打开，提供额外升力，其他状态由折叠驱动电机收入机舱内，增加无人机的稳定性。
[0019]本发明主要用于执行科研实验、空中航拍、空中定点投放等飞行任务。该无人机具有如下特点:1)可垂直起降、空中悬停、倒飞、原地转弯，机动性能良好并对起降条件要求较低；2)续航能力强，适用于航时要求较高的飞行任务；3)稳定性较好，适合搭载自动驾驶仪、航拍相机、待投放物资等；4)平飞状态下，随自身重力的变化可进行升力面积的调节。
【附图说明】
[0020]图1是本发明所述垂直起降无人机增升控制装置实施例的组成框图。
[0021]图2是本发明所述垂直起降无人机的结构组成示意图。
[0022]图3是本发明可折叠襟翼收紧状态示意图。
[0023]图4是本发明可折叠襟翼打开状态示意图。
【具体实施方式】
[0024]如图1?4所示，所述垂直起降无人机增升控制装置实施例设有一对折叠驱动电机5、一对可折叠襟翼6、油量传感器7、货物投放量传感器8、飞行控制系统9。
[0025]所述垂直起降无人机设有一对螺旋桨发动机1、翼身融合飞行翼2、可调垂直尾翼3、一对可调水平尾翼4 ;一对螺旋桨发动机I安装在翼身融合飞行翼2的前端左右方，螺旋桨发动机I用于为无人机提供飞行所需的拉力，翼身融合飞行翼2用于为无人机平飞状态提供升力，可调垂直尾翼3设于翼身融合飞行翼2后端顶部，一对可调水平尾翼4设于翼身融合飞行翼2的后端左右方；翼身融合飞行翼2的尾部两侧分别设有左飞行翼支点21和右飞行翼支点22，左飞行翼支点21和右飞行翼支点22用于无人机起飞和降落状态起支撑作用；可调垂直尾翼3的尾部设有垂直尾翼支点31，垂直尾翼支点