[实用新型]基于流场控制的无人机控制装置及无人机

说明书

本实用新型提供一种基于流场控制的无人机控制装置及无人机，该基于流场控制的无人机控制装置包括：气源、至少一个射流腔以及控制阀；气源与无人机的发动机连接，其提供增压气体；射流腔设置在机翼内部，并与气源通过引流管路连接，射流腔与机翼表面的交界处设置有射流口，其射出气体；控制阀与射流腔连接，其控制射流口射出的气体的流量。本实用新型提供的基于流场控制的无人机控制装置主要由储气和传输气设备组成，可埋于结构内部，也可作为结构承力件，与传统机械传动的空气舵相比，整套控制装置结构简洁且重量轻。

技术领域

本实用新型涉及航空飞行器技术领域，尤其涉及一种基于流场控制的无人机控制装置及无人机。

背景技术

无人机系统通常由飞控分系统、结构分系统、电气分系统、数据链分系统、推进分系统、载荷分系统和发射回收分系统等组成，其中飞行控制系统是无人机系统是无人机实现飞行功能和应用任务的基础。无人机飞行控制系统一般由飞控计算机、飞行管理计算机、导航系统、姿态传感器系统、操纵系统等组成，无人机操纵系统通常采用空气舵控制其姿态和运动轨迹。

空气舵是指能够相对机体独立转动或平移的机翼前后缘、尾翼(鸭翼)前后缘或尾翼(鸭翼)，以电动舵机或液压作动器作为动力源，利用机械传动装置控制其偏转(或移动)，以达到影响翼面流场，改变当地气动力和力矩，进而影响全机受力和力矩平衡，改变无人机的运动姿态和轨迹。

然而，在实现本实用新型的过程中，本申请发明人发现，空气舵由于机械装置反复运动，可靠性和耐久性较差，因而大型无人机一般都会额外增加一套操纵机构作为备份，或者通过减小维修间隔提高可靠性，另外，机械传动装置一般体积和重量都较大，对飞机的内部布置和飞行性能都有影响。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于上述技术问题，本实用新型提供一种基于流场控制的无人机控制装置及无人机，以缓解现有的空气多可靠性差，且体积和重量都较大，容易对飞机的内部布置和飞行性能产生不利影响的技术问题。

(二)技术方案

根据本实用新型的一个方面，提供一种基于流场控制的无人机控制装置，包括：气源，与无人机的发动机连接，其提供增压气体；至少一个射流腔，设置在机翼内部，其与所述气源通过引流管路连接，所述射流腔与所述机翼表面的交界处设置有射流口，其射出气体；以及控制阀，与所述射流腔连接，其控制所述射流口射出的气体的流量。

在本实用新型的一些实施例中，所述射流腔包括多个，多个所述射流腔分别与所述气源连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述射流腔包括：第一射流腔、第二射流腔、第三射流腔和第四射流腔，四个所述射流腔分别对应的所述射流口沿所述机翼的弦向方向依次设置。

在本实用新型的一些实施例中，所述机翼为菱形翼型，相对厚度10％，最大厚度位于30％的弦向位置，弯度为0。

在本实用新型的一些实施例中，四个所述射流口的位置分别为：第一射流口，与所述第一射流腔连接，弦向相对位置6％，开口方向朝向机翼上方；第二射流口，与所述第二射流腔连接，弦向相对位置32％，开口方向朝向机翼上方；第三射流口，与所述第三射流腔连接，弦向相对位置32％，开口方向朝向机翼下方；第四射流口，与所述第四射流腔连接，弦向相对位置100％，开口方向朝向机翼后方。

在本实用新型的一些实施例中，该基于流场控制的无人机控制装置还包括：吸气口，与所述第二射流腔连接，弦向相对位置8％，开口方向朝向机翼下方；以及单向阀，设置在所述吸气口与所述第二射流腔之间。

在本实用新型的一些实施例中，所述吸气口和所述射流口的开口形状为矩形缝状，且该矩形开口沿所述机翼的展向分布。

在本实用新型的一些实施例中，所述气源包括：增压气源，与无人机的发动机连接；以及储气罐，与所述增压气源和所述引流管路连接。