飞狮无人机科技有限责任公司(3)

2019-03-22 10:22

飞狮无人机科技有限责任公司

n 该机采用了独创专利技术:共轴直升机增稳结构,通过在上旋翼设置稳定副翼和平衡杆显著增加了该机的飞行稳定性和操纵性。

n 该机型复合了传统直升机的尾桨设计,放弃了传统通过主旋翼桨距差变距来控制航向的工作方式,减轻了主旋翼工作负担,使其升降功能更为单一、在保证了共轴稳定性的同时,使直升机工作状态更为可靠,可避免急加速造成上下旋翼碰撞的意外。

n 该直升机采用了带尾旋翼的双主旋翼设计,直升机无论是主尾旋翼在飞行时都多了一种备份,是无论是单主旋翼、单尾旋翼,一对主尾旋翼,甚至是双尾旋翼发生故障或战损时,使直升机都能安全的返回。在发动机出现故障时,其结构也可使熄火降落过程更加的平稳,大大提高了飞行器的安全性。 三、主要技术指标 几何参数:

旋翼直径 1.6米 桨叶片数 2×2 起落架跨度 0.4 米 机高 0.6 米 发动机功率 26 cc 重量:

空机重量 16 公斤 任务载重 5 公斤 最大起飞重量 25 公斤

飞行性能:

海平面最大平飞速度 80 公里/小时 海平面巡航速度 50~60公里/小时

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风力(飞行时) 40公里/小时 (阵风50公里/小时)

风力(起降时) 26公里/小时(无阵风) 实用升限 1800 米 最大续航时间 1 小时 最大航程 60 公里

燃料:97号车用汽油+高级摩托车2冲程油 25/30:1 启动方式

12v(45Ah以上)直流车用电瓶地面启动。发动机自带启动电机。

复合式共轴双桨无人直升机地面特写

与相同动力级别的传统直升机相比,共轴式直升机具有如下优点: ? 主旋翼直径小(因采用两副旋翼);

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? 飞行安全性高,直升机主尾旋翼均有备份设计,遇传统直升机的旋翼致命故障时也可使我们的直升机安全降落。(具有关资料显示,其中尾桨故障就占整个直升机的20%左右);

? 共轴式双主旋翼,通过上下旋翼平衡反扭矩。使直升机在升降功率损耗上达到了最低(单主尾旋翼直升机损耗占总功率的15%。); ? 共轴结构提高了发动机熄火后迫降的生存机率

? 气动效率高。根据有关资料显示:共轴式直升机在悬停、中低速飞行时的气动效率高。这正是无人直升机的主要作业状态;

? 由于气流对称,共轴式直升机纵横向运动的固有气动耦合小,更有利于实现直升机的飞行自动控制;

? 共轴式直升机在相同级别的发动机下,有效载荷较单桨直升机更大,更安全,体积相对较小,也便于更小的场地起降,适合更小的地面车辆进行运载。

复合式共轴双桨无人直升机飞行时的不同视角

四、系统组成

复合式共轴双桨无人直升机系统主要由飞行平台系统、飞行控制系统、遥控遥测系统、载荷设备等组成。 (一)飞行平台系统 1. 机体结构

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复合式共轴双桨无人直升机设计在结构上力求安全可靠,在同级别发动机的情况下最大增加其任务载荷。

旋翼机整体采用合金铝材质,分为主旋翼、机体、尾传动三个主要部分。任务负载区位于机体下方,使其重心位置稳定在主轴下部,不影响全机重心点。 同时无人机的飞控计算机、传感器、电源及任务载荷等设备。该设备为遥控飞行(或自主飞行)的基本控制设备。外加任务载荷可按照其重量平均分配外挂在直升机机体两侧,不影响整机水平中心。

尾旋翼可按任务需求进行横纵向安装,纵向安装可作为推进式尾桨,大大提高飞行速度,悬停位的舵向调整可通过尾桨后方安装垂直方向舵的方式来实现。 直升机外罩采用玻璃纤维或碳纤维材质,内部采用发泡技术进行隔音。机头罩的作用是为减小前飞时的气动废阻力。如在低速飞行时也可不装机壳。降低前飞时的废阻力,从而降低直升机前飞时的需用功率,同时还可提高前飞速度。 2. 动力装置

复合式共轴双桨无人直升机的发动机目前选用活塞式发动机(以后可选用涡喷等技术,采用航煤燃料满足军用舰艇需求及高海拔地区的飞行),该发动自带冷却风扇、离心式离合器、手拉式启动。选用该发动机的主要原因是该发动机是用于直升机的,在实际的竞技航拍直升机上得以运用,工作稳定。特别是发动机装有冷却系统和离合器,提高了直升机的可靠性,减小了研制的风险和投入。同时,该发动机耗油率低,货源可靠、容易购买。

发动机自身的离合装置配合熄火降落模块,保证了直升机的飞行可靠性,即发动机停车后,也极大程度的保证了直升机安全降落。 3. 旋翼系统

旋翼系统包括桨叶和桨毂,直升机通过旋转的桨叶产生升力来平衡重量和飞行阻力,同时产生前后左右的操纵力。

旋翼系统采用的翘翘板式。其特点是,省去了垂直铰和水平铰,只用一个悬挂铰,旋翼桨盘相对于旋翼轴的挥舞通过悬挂铰的摆动来实现。 4. 操纵系统

操纵系统主要包括舵机、变距拉杆、自动倾斜器等部件。舵机通过操纵系统实现旋翼的总距、周期变距和航向操纵。操纵系统用于控制直升机的姿态和航迹,改变直升机的运动状态。 5. 传动系统

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传动系统的功能是:将发动机的动力按总体设计规定的路径、转速及转向传递给旋翼。传动系统由离合器、减速器、旋翼轴、尾传动轴组成。其功能是将发动机的输出功率按规定的比例传到传动轴。 6.起落架

起落架采用常规的滑橇式起落架,制造材料为高强合金铝材料。由模具拉伸成形。特点是重量轻、承载大。在起飞和着陆时,起落架对整个机身起到缓冲作用。 (二)飞控导航系统

目前飞控工作原理及配套可选型号较多,我们可按客户要求进行选配,下面列举其中一套飞控工作原理进行说明。

复合式共轴双桨无人直升机飞行控制和导航系统(自动驾驶仪)采用动态逆技术、H∞算法和扩展“卡曼”滤波技术。该技术达到国际先进水平。可以实现自主起飞、自主降落、自主任务飞行和地形匹配飞行等功能。

该系统在导航方面使用自适应扩展卡尔曼(EKF)算法,把IMU、地磁传感器、GPS、气压高度计和地形匹配高度计等传感器的数据进行深度融合,在恶劣条件下也可得到高精度高可靠的导航数据。

在建模方面使用了参数辨识算法,只需要采集手动飞行的数据便可以自动建立精确的直升机模型,然后生成控制器。不需要复杂的数学推导。大大减小了自动驾驶仪集成的风险,减少了集成的时间。

控制方面使用了自适应鲁棒控制。对风切变、任务负载突然变化等干扰有很强的鲁棒性,保证了飞行的安全。对机械磨损任务负载、重心等变化有很强的自适应性,保证了飞行的精度和安全。控制器可以进行速度控制也可以进行姿态控制,姿态控制有效的保证了恶劣条件下的飞行安全。

引导方面有遥控手柄、航路点和地形匹配等引导功能。在遥控手柄引导模式下可以根据遥控手柄的输入量产生引导数据,在保证安全飞行的前提下实现对飞机的速度控制。在航路点引导模式下直升机可以根据3D 航路点产生引导数据,实现直升机的3D 飞行。在地形匹配模式下可以根据地形数据产生引导数据,实现直升机的地形匹配飞行。 飞控导航系统的主要优点

? 姿态和速度控制。正常情况下使用姿态稳定和速度控制,在出现较大的干扰情况下使用速度稳定和姿态控制,大大增加了飞行安全。

? 实现了遥控手柄、航路点和地形匹配引导功能。可以由外环生成内环控制指令。

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