[发明专利]一种旋转翼垂直起降混合动力无人机及其控制方法

说明书

本发明公开了一种旋转翼垂直起降混合动力无人机，包括：机身、左机翼、右机翼、左副翼、右副翼、左襟翼、右襟翼、尾翼、主螺旋桨、左翼电动机、左翼螺旋桨、左翼旋转电机、右翼电动机、右翼螺旋桨、右翼旋转电机、尾翼电动机、尾翼电机旋转电机、尾翼电机旋转轴、电机转向变换器、垂直安定面、升降舵、方向舵、涡桨发动机、涡桨发动机减速机构、离合器A、离合器B、逆变器、发电/电动一体机、蓄电池组、油箱、温度传感器、压力传感器、荷电状态估计模块和控制模块；本发明在无人机起降时通过旋转机翼和尾翼电机实现无人机的起降，结合了固定翼飞机优秀的巡航动力特性和旋翼机的垂直起降能力，提高了无人机的续航、动力、生存、机动等能力。

技术领域

本发明属于航空飞行器技术领域，具体指代一种旋转翼垂直起降混合动力无人机及其控制方法。

背景技术

随着发动机和电机技术的发展以及节能减排的需求，目前油电混合动力技术已经成功的应用在汽车上，并且已经投入了市场。但是在航空领域融入混合动力技术还在起步阶段，如果将油电混合汽车上的油电混合的关键技术，然后在满足飞行环境和飞机设计的基本要求下，对已经成熟的油电混合进行改进，就可以对于广阔的航空领域技术产生强烈的冲击。

现如今航空飞机油耗巨大，使得飞行成本增高和续航时间减少，如果将油电混合动力技术顺利应用到航空飞行器上，这对于航空市场，无疑是一种巨大的进步。对于日益枯竭的能源和污染严重的环境，混合动力飞机将极大的提高航空领域对环保事业的贡献。另外，随着目前无人机技术的发展对无人机的续航、隐蔽以及机动性等提出了要求，将混合动力技术应用在无人机上，借助其独特的多动力源混合模式，可以通过改变其飞行模式实现多种功能，进而满足现代军事及民事的各种飞行需求。

另外，无人机的垂直起降技术一直是无人机发展的一个关键性技术，垂直起降无人机减少或基本摆脱了对跑道的依赖，只需要很小的平地就可以拔地而起和垂直着陆，所以在战争中飞机可以分散配置，便于灵活出击、转移和伪装隐蔽，不易被敌方发现，出勤率也大幅提高，并且对敌方的打击具有很高的突然性，大大提高了飞机的战场生存率。

但是，目前对于混合动力无人机的垂直起降技术的研究多是在固定翼无人机上加设旋翼实现无人机的垂直起降，但是旋翼只用于垂直起降不用于飞机巡航飞行，不仅浪费了无人机的动力，还会降低无人机飞行时的空气动力学特性。

综上所述，目前混合动力无人机的混合动力技术和垂直起降技术还不够完善，如活塞发动机和电机混合质量大、速度巡航高度低等问题和垂直起降动力利用不充分，无人机空气动力特性差，因此，需要对混合动力无人机的动力混合及垂直起降做进一步的深入研究，保证混合动力无人机不仅具有长航时、高动力等功能，还能够不受地形和环境影响的飞行提高无人机的机动性和战场生存率。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种旋转翼垂直起降混合动力无人机及其控制方法，以解决现有技术中存在的活塞发动机和电机混合质量大、速度巡航高度低等以及垂直起降技术动力利用不充分、无人机空气动力特性差的问题；本发明采用涡桨发动机和电动机混合模式减轻了整机质量的同时，提高了无人机的动力及巡航高度和速度，另外，本发明采用了一种可旋转的机翼和尾翼电机结构，在无人机起降时通过旋转机翼和尾翼电机实现无人机的起降，结合了固定翼飞机优秀的巡航动力特性和旋翼机的垂直起降能力，大大提高了无人机的续航、动力、生存、机动等能力。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种旋转翼垂直起降混合动力无人机，包括：机身、左机翼、右机翼、左副翼、右副翼、左襟翼、右襟翼、尾翼、主螺旋桨、左翼电动机、左翼螺旋桨、左翼旋转电机、右翼电动机、右翼螺旋桨、右翼旋转电机、尾翼电动机、尾翼电机旋转电机、尾翼电机旋转轴、电机转向变换器、第一垂直安定面、第二垂直安定面、升降舵、第一方向舵、第二方向舵、涡桨发动机、涡桨发动机减速机构、离合器A、离合器B、逆变器、发电/电动一体机、蓄电池组、油箱、温度传感器、压力传感器、荷电状态估计模块和控制模块；