[发明专利]一种新型飞行器及其控制方法

权利要求书

1.一种新型飞行器，包括机身、若干个机翼以及若干个旋翼，其特征在于，飞行器在飞行时绕中心轴高速自旋，并能实现对除自旋方向外的五个自由度的稳定可控。

2.根据权利要求1所述的新型飞行器，其特征在于，飞行器整体对称，机体的几何中心、机体重心与机体坐标系的原点近乎重合；所述机翼以及旋翼均匀分布于机身外围，所述机翼以及旋翼的个数不作限定。

3.根据权利要求1所述的新型飞行器，其特征在于，所述机翼除了连接机身和旋翼并传力外，可以通过自旋时与气流的相对作用产生额外的升力。

4.根据权利要求1所述的新型飞行器，其特征在于，旋翼旋转与空气发生作用产生的力矩之和不等于零，机身朝着反方向开始自旋；当转速增大到一定程度后，机身受到的阻力矩与所有旋翼产生的力矩之和大小相等，飞行器达到稳定的空中定轴自旋状态。

5.一种根据权利要求1所述的新型飞行器的紧急降落方法，其特征在于，在部分旋翼失去动力的情况下，通过剩余的旋翼旋转到达各个位置形成动力补充，并依靠机身自旋的惯性使机翼持续提供升力，实现安全着陆。

6.一种新型飞行器的周期控制方法，其特征在于，在不控制偏航方向的基础上，实现对空间3个线位移自由度和2个倾转自由度的控制。

7.根据权利要求6所述的周期控制方法，其特征在于，根据旋翼所处在周期中的位置来确定电机需要的推力，通过周期变速控制飞行器的空间移动；所述周期中的位置，是指在地理系的参考下，各个旋翼与机身中心的相对位置，即某一旋翼相对于原点位置与起始时的夹角。

8.根据权利要求7所述的周期控制方法，所述周期变速，其特征在于，当某个电机靠近期望的运动方向时，使其转速降低，到达期望运动方向的位置时转速达到最低；当某个电机远离期望的方向时，使其转速增大，到达期望运动的反方向位置时转速达到最高，整体上形成一个朝向期望方向的力矩。

9.根据权利要求7或8所述的周期控制方法，所述推力大小的改变量可由一个电机因子所确定，理想情况下电机因子特征包括所有下述所有或者其中几条：

(1)在一个周期里，电机因子函数为周期函数，并以相对于基准对称轴的周期参数为自变量；

(2)所有等效的电机因子函数周期都为2π，并存在相位差，相位差大小由机架类型决定；

(3)在一个周期里，任意一个电机推力的产生的力矩的积分均值，效果等同于一个沿着期望方向倾转的力矩；

(4)在任意一个时刻，所有电机推力的共同作用效果，能产生一个沿着期望方向倾转的力矩；

(5)在任意一个时刻，所有电机推力的共同作用效果，在期望方向的垂直方向产生的力矩能互相抵消。