[发明专利]一种无人机伞降方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机降落回收技术，特别是通过降落伞回收方式技术。

背景技术

对采用低空伞降回收方式进行回收的无人机而言，回收阶段传统上均由地面操纵人员凭借目视进行控制,若希望在给定点降落，飞行操纵人员需拥有丰富的操作经验，即便如此，由于操纵人员判断存在偶然性，其降落点散布也较大，特别在有风场扰动，回收场地受到约束的条件下，将很难避免飞机因降落地点的限制而导致机体损伤（由于无人机着陆在距离地面一定高度开伞降落，无人机系统受到空气阻力小于其重量，降落相对地面有一定的速度，对地面形成一定冲击，由于反作用力，无人机起落架系统收到冲击，若地面较硬，冲击力会损伤起落架、机翼、甚至机身。若因落地点在水平有草坪或土地松软的地方，冲击能量被吸收，可避免地面冲击力损伤飞机。），使得维修成本增加，同时减低了无人机的使用效能。因此有必要开发一种无人机伞降定点测量方法，以确定开伞时刻，采取相应的控制策略与操纵程序，确保无人机伞降后无损伤。

采用伞降方式的无人机回收段通常由以下几个阶段组成：(1)进人回收航线：调整飞行航迹以及航向，使飞机按期望的航线进人回收场地。(2)无动力飞行段：减速到预定速度．指令“停车”关闭发动机，随后发送“开伞”指令，飞机作无动力飞行。(3)开伞减速段：指令开伞，降落伞舱门打开，带出引导伞。引导伞拉出主伞包，并将主伞伞衣拉直。根据所限制的开伞动载，主伞经过一定的延时收口后完全充气张满，飞机作减速滑行。(4)飘移段：主伞打开后，飞机以稳定的姿态匀速降落。

对定点回收系统而言，期望落点的控制不仅取决于飞行状态的控制，而且取决于发送指令“停车”的时刻，发送“开伞”指令时刻，也受回收地点风速、风向影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机伞降方法，该方法可计算出小型无人飞机在期望地点着陆时的最佳停车、开伞时刻，以及采用的飞行航向，俯仰角要求。

本发明一种无人机伞降方法，步骤为：

S1，选择无人机预定落地点；

S2，划分回收阶段：

  S21，无动力飞行段，“停车”指令至“开伞”指令间隔时间为t₁, 此期间飞机无动力水平方向飞行距离R₁，垂直方向运动距离H₁，

 S22 滑行段，指令“开伞”打开伞舱，弹出引导伞，牵出并张满主伞，致使飞行空速为零，飞机垂直方向运动距离为H₂，水平方向运动距离R₂；

S23，漂移段，降落伞完全张开至飞机落地，飞机水平方向运动为R₃，垂直方向运动距离H₃；

S3，从地面控制站可以读出飞机“停车”时相对地面高度H，从上面分析可知，H1 可预先计算，H2=L，H= H1+ H2+ H3,可以计算出H3, t3.根据t3值，R= R1 +R2+ R3,可以计算出R3；

S4，根据测量风速、已知的飞机状态，快速计算出飞机离预定落地点“停车”距离、开伞时刻、方位；

S5，控制无人机进入回收航线；

S6，地面控制站根据计算结果和飞机状态向飞机发出停车、开伞指令。

本发明方法中：

小型无人机起飞后，选择飞机预定落地点在水平有草坪或土地松软的地方，在降落点附近将吊挂风速仪和高度表的气球升空，风速仪分别升至飞机预定停车、开伞高度时，测量风速、风向。

无动力飞行段，“停车”指令至“开伞”指令间隔时间为t₁, 此期间飞机无动力水平方向飞行距离R₁，垂直方向距离H₁，通过测控地面站读出飞机“停车”时的速度V₀，通过风速仪测量出风速V_风、风向，风向分解出风速在水平x，y、垂直z方向的速度分量；

R₁=（V₀+V_风）t₁，在水平方向，R_1X==（V₀+V_风x）t₁, R_1y==（V₀+V_风y）t₁,可以计算出R₁值；