[发明专利]一种飞行器、飞行器控制方法、装置及电子设备

说明书

本发明公开了一种飞行器、飞行器控制方法、装置及电子设备，飞行器包括：固定翼，设置于机身左右两侧；第一旋翼组件、第二旋翼组件、第三旋翼组件和第四旋翼组件，均与机身连接，且位于同一平面内；第一旋翼组件与第二旋翼组件、第三旋翼组件与第四旋翼组件分别相对机身设计轴线对称；第一旋翼组件、第三旋翼组件相对飞行器质心不对称。本发明公开的飞行器，通过设置不对称的旋翼组件，使得飞行器的旋翼布局从以往的四旋翼对称的结构转为了四旋翼之间呈非对称结构，具体参数可以根据实际情况灵活设置，使得飞行器在不对称设计时可以有更多的方式，解决了现有技术中旋翼布局不灵活的缺陷。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种飞行器、飞行器控制方法、装置及电子设备。

背景技术

近年来，混合翼飞行器在世界各国展开了广泛研究，在军用及民用领域内的得到了越来越多的应用。混合翼飞行器是指在固定翼飞行器中设置有多个能独立工作的旋翼机构，使得混合翼飞行器具有固定翼和旋翼飞行器两种不同的功能，既能够以旋翼飞行方式或固定翼飞行方式进行独立地飞行，也能够以上述两种飞行方式融合的形式进行飞行，因此混合翼飞行器具有灵活的飞行能力。

混合翼飞行器具有多旋翼飞行器的功能，而多旋翼飞行器具有直升机的飞行特点，然而其操纵机构及操纵方法上却要比直升机简单很多，这些因素使得多旋翼飞行器将成为未来可垂直起落飞行器的主要形式，因此混合翼飞行器中的多旋翼布局符合了这一发展方向。

在电动航空领域内，混合翼飞行器是目前电动飞行器的主流气动布局形式之一，采用分布式动力驱动是电动飞行器未来发展的主要技术方向之一，而混合翼飞行器则是实现这种技术的有效手段。

混合翼飞行器由于其自身多旋翼系统能提供升力，因此无需专门的机场跑道支持来进行滑跑起飞或降落，可以在多种复杂的场合下进行使用；利用多旋翼升力矢量的倾斜，即可实现前后和左右方向的直线飞行，此时混合翼飞行器与多旋翼飞行器具有同样的功能和性能。

对于当前多旋翼飞行器来说，其主要特点包括：多个旋翼对称且均匀地分布于机体，每一个旋翼用一个电动机来直接驱动，而旋翼则多采用定距螺旋桨，因此可以通过控制电机的转速来达到对旋翼升力大小的控制，进而实现了对多旋翼飞行器六自由度运动的控制；从气动布局的角度来看，需满足多个旋翼位置的几何对称中心与旋翼的质心位置重合的要求，并且多个旋翼需要均匀布置在质心周围；在控制或操纵方面：对其俯仰/滚转姿态控制方法是在保持其合升力不变的条件下，在质心的对称方向上形成不对称升力并引起绕质心力矩，该力矩使得多旋翼飞行器发生绕质心转动，从而实现俯仰/滚转姿态控制。在此基础上，若采用飞行控制系统使其俯仰/滚转角保持为不等于零的常值，那么就可以实现多旋翼飞行器前后或左右的直线飞行；在航向控制上，则同步调节对应旋翼的转速，使得在合升力保持合升力不变的条件下获得扭矩不平衡，那么多旋翼飞行器将在反扭矩作用下发生航向变化，从而实现对航向控制。

很显然多旋翼对称和均匀布局的目的主要是为了简化控制或操纵，使得尽量减小运动之间的耦合，在其实际控制中转弯则常常采用对航向控制而实现的，直线飞行则是采用控制俯仰/滚转角来完成的。如果多旋翼飞行器在大速度前飞时需要转弯，那么就目前常用的控制或操纵方法则是按如下程序进行的：当多旋翼飞行器即将到达转弯点时，先进行减速，即使俯仰角为零并恢复为水平状态，等前飞速度下降到即将悬停时，使用航向控制方法使多旋翼飞行器进行原地转弯，当到达预定的航向后，再进行前飞的操纵或控制，使多旋翼飞行器恢复大速度前飞。这种转弯控制方法简单但效率低，多旋翼飞行器经过减速和再加速的过程使得其在转弯时损失了能量，减弱了其机动能力。

综上所述，固定翼飞行方式是混合翼飞行器工作时间最长和主要的飞行状态，但现有技术中的混合翼飞行器的多旋翼只能对称、均匀布局，会限制和约束混合翼的总体布局，存在旋翼布局不灵活的缺陷。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中旋翼布局不灵活的缺陷，从而提供一种飞行器、飞行器控制方法、装置及电子设备。