[发明专利]一种螺旋桨无人机自主起飞越障能力分析方法

说明书

本发明公开了一种螺旋桨无人机自主起飞越障能力分析方法，包括以下步骤：S1、通过无人机起飞重量计算离地起飞真速；S2、根据离地起飞真速和发动机风门开度计算螺旋桨进距比，并根据螺旋桨进距比计算全机等效拉力系数和螺旋桨拉力；S3、根据全机等效拉力系数、螺旋桨拉力以及襟翼舵出舵量计算升力和阻力，并根据升力和阻力计算剩余推力；S4、根据升力和阻力计算起飞滑跑时间和起飞滑跑距离，并根据起飞滑跑时间和起飞滑跑距离计算起飞平均合力；S5、根据升力、阻力以及起飞高度计算平均爬升率、平均爬升梯度和爬升角，进而得到滑跑和爬升所需的总时间和总距离。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种螺旋桨无人机自主起飞越障能力分析方法。

背景技术

随着我国通用航空的高速发展，通用机场越来越多，但各机场跑道长度、升降带、净空区障碍物情况存在显著差异，需要对不同起飞能力的飞机进行适用性分析以保障飞行安全。尽管中国民航适航规定CCAR23和CCAR25对螺旋桨飞机的起飞性能和起飞航迹都作了具体的规定，甚至给出了方法名称，但没有明确方法的设计思路和计算流程。

不同于有人机，无人机的起飞过程由程序设定自主起飞逻辑实现，需要基于不同重量、不同构型和不同海拔高度（不同功率）下的起飞性能和越障能力的分析结果，设计自主起飞逻辑。尤其是，低速螺旋桨无人机自身起飞能力弱，受自主起飞逻辑控制，其在不同通航机场条件的使用能力存在不确定性，起飞安全受到威胁，甚至造成严重的财产和生命损失，需要进行与通航机场条件适用性的精确计算和分析。通航机场低速螺旋桨无人机短跑道起飞越障场景如图1所示。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种螺旋桨无人机自主起飞越障能力分析方法。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种螺旋桨无人机自主起飞越障能力分析方法，包括以下步骤：

S1、通过无人机起飞重量计算离地起飞真速；

S2、根据离地起飞真速和发动机风门开度计算螺旋桨进距比，并根据螺旋桨进距比计算全机等效拉力系数和螺旋桨拉力；

S3、根据全机等效拉力系数、螺旋桨拉力以及襟翼舵出舵量计算升力和阻力，并根据升力和阻力计算剩余推力；

S4、根据升力和阻力计算起飞滑跑时间和起飞滑跑距离，并根据起飞滑跑时间和起飞滑跑距离计算起飞平均合力；

S5、根据升力、阻力以及起飞高度计算平均爬升率、平均爬升梯度和爬升角，进而得到滑跑和爬升所需的总时间和总距离。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本发明的有益效果：本发明提出了一种螺旋桨无人机自主起飞越障能力的计算和分析方法，该方法通用性强，符合CCAR23和CCAR25规定的多种螺旋桨飞机，也符合起飞能力更弱的低速螺旋桨无人机，经过无人机实际飞行验证，数据准确可用。

附图说明

图1是背景技术中短跑道起飞越障场景示意图；

图2是本发明流程示意图；

图3是本发明离地起飞受力分析示意图；

图4是本发明爬升受力分析示意图；

图5是本发明无人机不同重量起飞爬升航迹示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。