無人機起飛與降落的控制技術分析研究

吳青松，韓廣場，馮譯萱，蘇巖，王敦溥

（黑龍江工程學院，黑龍江 哈爾濱 150050）

當前，無人機已成為各個行業領域中極為關鍵的組成部分，隨著無人機的實際應用，減輕了人力工作負擔的同時，更能夠避免人員傷亡事故的發生。可是，在無人機的實際應用中能夠獲悉，其在起飛、降落自動化方面還存在不足，所以，需要對無人機起飛、降落管控相關技術進行深入研究。

1 無人機起飛的管控技術

無人機當前已經變成科研、軍事、測繪、農業等諸多行業領域中的重要組成部分，其投入少、損耗低、無傷亡，且能夠多次進行使用，具有良好的機動性。

1.1 起飛過程

無人機起飛和普通飛機相同，升空之前要先在跑道中滑行，在滑行到起飛點之后加速滑跑，提升了滑動速度之后，前輪離地并且呈現飛迎角，指導無人機能夠完全地脫離地面。無人機基于發動機動力作用而在滑行之后起飛，并且在無人機的起飛過程中，滑跑糾偏管控具有極為關鍵的作用，可是因為無人機自身結構存在不對稱，同時因為風向、氣流等諸多因素的影響，無人機滑跑中極易產生偏離跑道的狀況，并且為了規避飛行事故的產生，要求對滑跑進行糾偏操作，以此來保證起飛的安全性，在無人機滑跑糾偏管控方面的研究不夠全面，基于對前輪轉彎的管控方式收效不佳，因此在對無人機起飛管控相關技術的探究中，一定要強化提升滑跑糾偏方面的有效管控。

1.2 管控無人機起飛的措施以及要點

（1）無人機起飛方面的管控技術。為了能夠對無人機起飛進行有效管控，規避飛行事故的產生，一定要遵照滑跑情況對起飛管控技術進行合理選擇，具體而言要著手于這幾個方面：

三輪滑跑起飛方面；在此項技術的實際應用中，確保推力矢量舵和鴨翼舵不存在偏角，同時把偏轉角管控在0。

兩輪滑跑起飛方面；在這個過程中，一定要確保聯合偏轉鴨翼和推力矢量舵面的合理整合，基于此才能夠實現起飛，對起飛姿態進行明確。

離地爬升起飛方面；為了確保無人機能夠實現順利起飛，實際設計中，要使鴨翼舵和推力矢量舵有要求的聯合偏轉，基于此，來降低氣流在無人機起飛方面產生的不良影響。

所以，在對無人機網絡進行實際設計的時候，一定要重視神經網絡的合理應用，基于此強化提升無人機起飛方面的有效管控，降低人工參與，無人機實際運行的質量與成效也會得以提升，規避認為因素產生的不良影響。

（2）無人機起飛的管控要點。為了能夠對無人機的起飛進行有效管控，要著手于橫向、縱向兩個方面，這屬于是無人機管控中的關鍵內容。

針對升降舵的管控系統而言，在無人機管控技術的實際設計中，要強化提升在抬前輪、離地爬升方面的設計，特別是飛機離地的過程中，要重視管控率方面的切換，無人機的加速滑跑、即將起飛時，要把俯仰角作為管控量，同時基于舵偏角信號，對升降舵進行強化管控，伴隨無人機前輪的持續提升，兩輪需要呈現出滑跑姿態，三者形成起飛迎角，無人機在脫離了地面后，要基于俯仰角的偏差信號對升降舵進行管控，對無人機爬升角度、速度進行有效管控。

在對推力管控系統進行設計時，如果無人機脫離地面進行爬升，需要基于推力管控系統實施管控，這時，無人機可已經有一定速度、航跡實現爬升，同時，爬升速度也會得以提升。針對推力管控系統而言，具體設計中，主要包含傳統推力、迎角穩定系統而實現，傳統的推力系統設計比較直觀和簡單，并且也能夠把發動機對無人機飛行速度方面的影響直觀地展示出來。迎角穩定相關系統能夠對無人機飛行速度進行有效管控，同時，能夠降低迎角速度變化方面的問題，確保管控效果的強化提升。

2 無人機降落管控相關技術

2.1 無人機的降落

實際上，無人機和普通飛機降落的方式相同，也就是說無人機在準備降落的時候，先需要在一定高度中平飛，平飛一定時間后下滑，高度隨之下降，指導和地面接觸后，無人機的發動機不再繼續旋轉。無人機實際降落的過程，一般可劃分為：

（1）進場。這個過程是無人機準備降落的時期，預降落無人機會持續一定的飛行高度、速度，并且將其調整到要求的范圍內。

（2）軌跡捕獲。在軌跡捕獲期間，無人機和跑道還存在一定距離，但是，已經開始打開了下滑窗口，開始為下滑操作做準備了。

（3）下滑。下滑期間，無人機順著直線下滑，而下滑的速度和姿態是不變的。

（4）拉平。無人機在下滑的同時，高度也隨之下降，基本上是處于拉平飄落的狀態，這時會形成迎角，并且確保后輪著地，之后再對下滑速度進行降低。

（5）地面滑行。無人機著陸后要確保一定時間內的地面滑行，滑行了一段距離后才能完全停止運行。

2.2 無人機降落管控技術的設計要點

為了能夠達成對無人機降落方面的自動化管控，著手于這幾個方面來實施：

（1）進場飛行。這個過程主要就是給無人機的降落做準備，無人機將要降落的時候，起落架就會自動放下，和普通飛機的降落一樣，要想達成自動化降落，要求強化提升橫縱向的設計，并且基于航路信息使用合理有效的管控方式，在對航路進行設計的時候，保證其平直的飛行姿態。

（2）軌跡捕獲。通常而言，無人機基于撞延長線進行歸集捕獲。為了確保無人機的安全性，下降操作中，理想的方式就是讓其下降線路比下劃線要低。也就是說，在對無人機進行捕獲的時候，要基于軌跡剖面的設計來實現，確保無人機管控設計的合理性與有效性。

（3）直線下滑。基于直線下滑的方式能夠降低捕獲產生的高度、速度偏差，更能夠強化無人機的等效空速，在對高度剖面進行實際跟蹤的時候，先要對準跑道，確保無人機的安全降落。

強化提升對橫縱向參數的管控。同時，一定要注意在下滑過程中，遵照剖面對無人機下滑的姿態進行管控，這是對無人機下滑速度進行有效管控的一種方式。

（4）末端拉起。無人機降落管控相關技術中，一定要注重其末端拉起，末端拉起的合理操作有助于對無人機速度的降低，無人機能夠盡量接近于地面，無人機在和地面接觸的過程當中，其各項指標也能夠處在合理的范圍內。為了能夠對無人機降落管控相關技術進行合理設計，橫向和縱向一項要分別把航跡管控和高度管控當成是重點內容，基于此確保無人機降落之前已經對準了跑道。

（5）地面滑跑。一般來講，無人機在降落至地面后，縱向就會基于姿態管控的形式展現出來，發動機會逐漸從滿足狀態變為停車狀態，俯仰角會變成0，同時，橫向通道會基于橫滾狀態彰顯出來，機翼呈現出水平的姿態，這時候無人機方向舵的速度也會持續下降，這是強化提升差動剎車的一種有效途徑。

同時，在無人機的實際降落中，著陸軌跡屬于極為關鍵的一個組成部分，無人機高飛作業完成后，依據一定軌跡進行下滑，如果下滑的高度、角度已經確定，那么，下滑的軌跡也就能夠得以明確，這個時期中最關鍵的就是拉平軌跡，拉平軌跡的設計會對無人機下降、安全著陸等產生直接影響。通常所講的拉平軌跡，實際上就是無人機下滑至著陸過程中產生的軌跡，因為無人機下滑過程中，其高度會也會隨之逐漸降低，因此，無人機下滑速度變成0后，高度也應該是0。因此，在實際設計中，需要持續向這個方向進行探析、研究，基于這樣的方式來確保設計內容的合理性與有效性，確保無人機實際飛行過程中的安全性、穩定性與可靠性，充分發揮出無人機在各個行業領域中實際應用的重要作用。

3 結語

綜上所述，雖然無人機實際應用的優勢非常顯著，特別是應用于軍事、農業、科研、測繪等領域中。可是，在實際應用中能夠獲悉，無人機起飛、降落管控技術中依然有很多問題，要求相關工作者基于實際問題進行合理深入研究與設計，積極應用現代化技術手段，強化提升無人機實際起飛、降落操作中的自動化，基于此讓無人機對現代人訴求進行有效滿足，降低外界因素產生的制約影響。