[发明专利]交叉双旋翼无人直升机的仿真方法和装置

说明书

本申请公开一种交叉双旋翼无人直升机的仿真方法及装置。该方法包括：首先根据滚转操作量和俯仰操作量确定旋翼的诱导速度，并确定旋翼的挥舞角，之后根据旋翼的诱导速度和挥舞角确定机身的升力、侧向力、后向力、滚转力矩、旋翼轴扭矩和俯仰力矩，之后根据机身的升力、侧向力、后向力、滚转力矩、旋翼轴扭矩和俯仰力矩确定机身在机体坐标系的X轴、Y轴和Z轴的合外力和合外力矩，之后根据机身在机体坐标系的X轴、Y轴和Z轴的合外力和合外力矩确定交叉双旋翼无人直升机的飞行参数。本申请公开的方案能够对交叉双旋翼无人直升机的飞行参数进行准确地仿真。

技术领域

本申请属于直升机仿真技术领域，尤其涉及交叉双旋翼无人直升机的仿真方法和装置。

背景技术

随着无人机技术的不断提升，无人机被应用在很多领域，如军事作战领域、航拍领域、运输领域。交叉双旋翼直升机具有载重大、稳定性高的优势，因此，交叉双旋翼无人直升机是无人机领域的主要发展对象。

在开发设计阶段，需要对交叉双旋翼无人直升机进行仿真，以便基于仿真结果对交叉双旋翼无人直升机的性能进行测试，例如，基于仿真结果对交叉双旋翼无人直升机的安全性和稳定性进行测试。

对于本领域技术人员来说，如何对交叉双旋翼无人直升机进行准确仿真，是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种交叉双旋翼无人直升机的仿真方法和装置，以便对交叉双旋翼无人直升机的飞行参数进行仿真，获得准确的仿真结果。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请提供一种交叉双旋翼无人直升机的仿真方法，包括：

根据滚转操作量和俯仰操作量确定旋翼的诱导速度；

确定所述旋翼的挥舞角；

根据所述旋翼的诱导速度和挥舞角确定机身的升力、侧向力、后向力、滚转力矩、旋翼轴扭矩和俯仰力矩；

根据所述机身的升力、侧向力、后向力、滚转力矩、旋翼轴扭矩和俯仰力矩确定机身在所述机体坐标系的X轴、Y轴和Z轴的合外力和合外力矩；

根据所述机身在所述机体坐标系的X轴、Y轴和Z轴的合外力和合外力矩确定所述交叉双旋翼无人直升机的飞行参数，其中，所述飞行参数包括横向速度、纵向速度、垂向速度、滚转角速度、俯仰角速度和偏航角速率。

可选的，所述根据滚转操作量和俯仰操作量确定旋翼的诱导速度，包括：

按照计算总距；

按照计算旋翼的诱导速度；

其中，为总距，为桨根安装角，为叶素到桨毂中心的距离，R为旋翼长度，为桨叶扭度，A为滚转操作量，B为俯仰量，为桨叶方位角，为旋翼的诱导速度，为旋翼实度，为桨叶剖面二元升力曲线斜率，为爬升入流比。

可选的，所述确定旋翼的挥舞角，包括：

按照计算所述旋翼的挥舞角；

其中，为旋翼的挥舞角，a₀为锥度角，a₁为后倒角，b₁为侧倒角。

可选的，所述根据所述旋翼的诱导速度和挥舞角确定机身的升力、侧向力、后向力、滚转力矩、旋翼轴扭矩和俯仰力矩，包括：

根据所述旋翼的诱导速度和挥舞角确定叶素阻力和叶素升力；

根据所述叶素阻力和所述叶素升力确定桨毂平面升力和桨毂平面阻力；

根据所述桨毂平面升力和桨毂平面阻力确定所述旋翼的旋翼升力、旋翼侧向力和旋翼后向力；