[发明专利]一种大展弦比太阳能飞机外翼抛投的返航方法及装置

说明书

本申请属于航空技术领域，为一种大展弦比太阳能飞机外翼抛投的返航方法及装置，通过将太阳能飞机的左右机翼分成固定翼和外翼，在固定翼和外翼之间设置外翼抛投装置，在巡航状态时控制外翼抛投装置不工作，太阳能飞机采用第一控制逻辑进行控制；在返航时控制外翼抛投装置工作，将外翼抛出，外翼抛出后太阳能飞机采用第二控制逻辑进行控制。通过对太阳能飞机气动构型的改变从而提升太阳能飞机的返航速度，采用抛投外翼、减少翼展的方式进行更快速的返航，减少了返航时间和对空域的占用，提高安全性。

技术领域

本申请属于航空技术领域，特别涉及一种大展弦比太阳能飞机外翼抛投的返航方法及装置。

背景技术

太阳能飞机一般为飞行速度较低的大展弦比飞机，翼载低升力高，返航飞行时间相对较长，客观上存在长时间返航占用空域的问题，也可能出现逆风飞行地速接近零甚至小于零的情况而无法返航指定机场只能备降其他机场的情况，以及长时间返航过程中遭遇强阵风的风险。

因此如何实现太阳能飞机高效的返航是一个需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种大展弦比太阳能飞机外翼抛投的返航方法及装置，以解决现有技术中太阳能飞机返航时间长、返航风险高的问题。

本申请的技术方案是：一种大展弦比太阳能飞机外翼抛投的返航方法，包括：采集对应太阳能飞机的左右机翼技术信息，根据左右机翼技术信息选定合适的位置，设置固定翼和外翼工艺分离面，在太阳能飞机左右机翼对称位置进行工艺分离，形成固定翼和外翼；设置外翼抛投装置，通过外翼抛投装置连接固定翼和外翼；

获取太阳能飞机当前飞机信息，判断太阳能飞机当前状态，若判断出太阳能飞机为正常巡航状态时，太阳能飞机的飞控系统按照第一控制逻辑对太阳能飞机进行飞行控制；同时飞控系统实时获取外翼抛投装置对固定翼和外翼的连接状态；

当接收到返航指令时，将太阳能飞机调整为稳定平飞，向外翼抛投装置供电，控制外翼抛投装置工作，使得外翼与固定翼在工艺分离面分离，将外翼抛出；

逻辑切换系统工作，控制飞控系统执行第二控制逻辑，在切换过程中，逻辑切换系统控制太阳能飞机返航构型中的需要改变的参数进行渐变控制，直至将第一控制逻辑完全切换至第二控制逻辑；

将太阳能飞机速度提升至预期的返航速度，进行快速返航。

优选地，还包括维稳系统，在外翼分离过程中，所述维稳系统实时获取飞控系统在控制外翼分离过程中左右机翼的参数变化并进行判断，在判断出左右机翼的相关参数量值不相同时，计算出该参数差值所需要修正的气动性能的变化量，根据该变化量的数值控制航向操纵面修正由于不同步抛投或者非对称气流引起的飞机左右非对称量。

优选地，还包括外翼落地位置预估系统，所述外翼落地位置预估系统在外翼抛投前采集当前位置处外部环境信息，并根据外部环境信息预估外翼抛投后的落点，在判断外翼抛投后的落点为安全区时，发出外翼抛投指令；否则控制太阳能飞机继续飞行，直至找到外翼能够抛投至安全区的位置执行抛投指令。

优选地，设置飞行速度增量，在外翼抛投过程中，飞控系统根据当前设置的飞行速度增量，提升相当于飞行速度增量的飞行速度或飞机攻角角度。

优选地，所述固定翼和外翼的设计方法为：获取太阳能飞机的左右机翼技术信息，分别建立左右机翼原始物理模型和左右机翼原始气动模型，而后利用当前左右机翼的参数数据计算工艺分离面最优位置；而后根据当前工艺分离面位置建立抛投后物理模型和抛投后气动模型，计算太阳能飞机能够达到的返航速度，在太阳能飞机返航时，按照计算的返航速度进行返航。