[发明专利]一种推力矢量尾坐式垂直起降无人机的控制方法及控制装置

权利要求书

1.一种推力矢量尾坐式垂直起降无人机的控制方法，其特征在于，包括旋翼模式、正向过渡模式、逆向过渡模式和固定模式下控制；

无人机在旋翼模式时：

S1：通过第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇、第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇提供拉力；通过第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇、第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇的转速增减，使无人机实现爬升或下降；

S2：减小第二左侧固定动扇螺旋桨转速、增加第二右侧固定动扇螺旋桨转速，产生左侧向力，无人机向左运动；增大第二左侧固定动扇螺旋桨转速、减小第二右侧固定动扇螺旋桨转速，产生右侧向力，无人机向右运动；

S3：无人机向前后运动时，通过第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇同向偏转来实现；

S4：无人机调整航向进行偏航时，通过第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇差动偏转来实现；

无人机在正向过渡模式时：由旋翼模式转为固定翼模式

S5：无人机在旋翼模式下前飞速度小幅增加，机体前倾角和飞行器所受的阻力随之增加，此时要逐渐增大第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇同向偏转的角度使得无人机前倾角逐渐增大，第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇螺旋桨转速也相应增加时无人机前飞速度不断增大，此时机翼前翼、后翼外翼、后翼内翼仍处于大迎角失速状态，升降舵操纵功效极为有限，使用旋翼第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇、第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇进行操纵；

S6：前飞速度大幅增加，机体前倾角继续增大，无人机逐渐进入小迎角失速状态，所受的阻力开始减小，第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇螺旋桨转速螺旋桨保持高转速使无人机前飞速度继续增加，升降舵操纵效率提高。在这一阶段矢量动力A、第一右侧矢量动扇同向偏转的角度逐渐恢复到零，转而使用升降舵来对飞行器的俯仰运动进行控制，使无人机进入固定翼模式。

无人机在正向过渡模式时：由固定翼模式转为旋翼模式

S7：无人机在固定翼模式下操纵升降舵偏转及第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇同向偏转使得无人机由水平飞行姿态俯仰角快速变大并进入大迎角失速状态，同时无人机高度快速增加，无人机爬高与迎角增大使前飞速度快速下降；

S8：无人机前飞速度较小且处于大迎角失速状态，升降舵操纵效率极为有限，转为使用旋翼第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇、第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇进行控制，第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇同向、差动偏转及第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇、第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇螺旋桨的转速控制，使无人机转为旋翼模式；

无人机在正向过渡模式时：

S9：经济模式飞行时，第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇螺旋桨停止转动，通过控制第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇螺旋桨转速产生拉力实现前飞速度的控制，操纵升降舵实现纵向运动，操纵副翼实现横滚运动，操纵方向舵实现偏航运动；

大速度飞行时，通过控制第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇、第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇螺旋桨转速产生拉力实现前飞速度的控制，操纵升降舵实现纵向运动，操纵副翼实现横滚运动，操纵方向舵实现偏航运动。

2.一种推力矢量尾坐式垂直起降无人机的控制装置，其特征在于：根据权利要求1所述的一种推力矢量尾坐式垂直起降无人机的控制方法，包括机身(1)、前翼(2)、升降舵(21)、后翼外翼(3)、副翼(31)、垂尾(4)、方向舵(41)、后翼内翼(5)和撑杆(6)，所述机身(1)两侧前部均固定安装有前翼(2)，两个所述前翼(2)的一侧均固定安装有升降舵(21)，所述机身(1)两侧后部均固定设有后翼内翼(5)，两个所述后翼内翼(5)一端均固定设有后翼外翼(3)，两个所述后翼外翼(3)的一侧均固定设有副翼(31)，两个所述后翼内翼(5)与后翼外翼(3)的连接处均固定安装有垂尾(4)，两个所述垂尾(4)的侧面均固定安装有方向舵(41)，两个所述后翼内翼(5)与前翼(2)之间固定安装有撑杆(6)，其中一个所述支撑杆(6)的一端固定安装有第一左侧矢量动扇(7)，另一个所述支撑杆(6)的一端固定安装有第一右侧矢量动扇(8)，其中一个所述后翼外翼(3)另一侧中部固定安装有第二左侧固定动扇(9)，另一个所述后翼外翼(3)另一侧中部固定安装有第二右侧固定动扇(10)。