[发明专利]分布式矢量推进系统

说明书

技术领域

本发明属于航空技术和机电控制技术领域，尤其涉及一种分布式矢量推进系统。

背景技术

现有固定翼飞行器不具有垂直起降能力，对起降场地比较依赖。倾转旋翼机构虽然兼具了垂直起降和平飞，但是同固定翼相似也对飞行品质要求较高，不能满足复杂环境下的机动飞行。新近流行的多旋翼飞行器，虽然有较好的垂直起降和悬停性能，但是由于机构限制无法进行高效的巡航飞行，导致航程较短无法长距离执行任务。而且航迹与姿态仍然耦合，无法做出空间全自由度全姿态飞行，机动性还可提高。

推力矢量技术能让发动机推力的一部分变成操纵力，代替或部分代替操纵面，从而大大减少了雷达反射面积；不管迎角多大和飞行速度多低，飞机都可利用这部分操纵力进行操纵，这就增加了飞机的可操纵性。由于直接产生操纵力，并且量值和方向易变，也就增加了飞机的敏捷性，因而可适当地减小或去掉垂尾，也能替代其他一些操纵面；这对降低飞机的可探测性是有利的，也能使飞机的阻力减小。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种可以实现任意姿态起飞、降落及悬停的分布式矢量推进系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括自由推力单元和飞行控制器，自由推力单元包括第一伺服机构机架，第一伺服机构机架上设置有第一舵机，第一舵机轴与第二伺服机构机架相连，第二伺服机构机架上设置有第二舵机，第二舵机轴与动力涵道架相连，所述第二舵机轴与第一舵机轴垂直；所述飞行控制器控制第一舵机和第二舵机的旋转角度输入，以及动力涵道的转速。

作为一种优选方案，本发明所述飞行控制器的控制方法为。

以自由推力单元所在载机的重心为原点建立笛卡尔直角坐标系,r为重心至涵道的距离，l为对应点在平稳时的长度,对应点是指：将载机所在的平面上的三个点“系”在与载机所在的平面平行的另一上平面对应的三点上，对应点的连线垂直于此二平面，连线为“连锁”，“连锁”为线弹性，满足郑玄－胡克定律，弹性系数为μ；τ为载机的顶角度数。

情况1：在外界的扰动下，载机绕x轴发生角位移为函道需要发生的角位移，同时，涵道所需增加的力为：

情况2：在外界的扰动下，载机绕y轴发生角位移为δ_λ，函道需要发生-δ_λ的角位移，同时，涵道所需增加的力为：F＝μrsinτ*sin(δ_λ)。

情况3:在外界的扰动下，载机绕z轴发生较小角位移为δ_θ，函道所需做出的调整为。

绕x轴发生角位移α

α=arctan2rsinδθ2*cosτ2l]]>

绕y轴发生角位移β

β=arctan2rsinσθ2*sinτ2l]]>

同时，涵道所需增加的力为