无人机起飞与降落的控制技术分析研究

吴青松，韩广场，冯译萱，苏岩，王敦溥

（黑龙江工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050）

当前，无人机已成为各个行业领域中极为关键的组成部分，随着无人机的实际应用，减轻了人力工作负担的同时，更能够避免人员伤亡事故的发生。可是，在无人机的实际应用中能够获悉，其在起飞、降落自动化方面还存在不足，所以，需要对无人机起飞、降落管控相关技术进行深入研究。

1 无人机起飞的管控技术

无人机当前已经变成科研、军事、测绘、农业等诸多行业领域中的重要组成部分，其投入少、损耗低、无伤亡，且能够多次进行使用，具有良好的机动性。

1.1 起飞过程

无人机起飞和普通飞机相同，升空之前要先在跑道中滑行，在滑行到起飞点之后加速滑跑，提升了滑动速度之后，前轮离地并且呈现飞迎角，指导无人机能够完全地脱离地面。无人机基于发动机动力作用而在滑行之后起飞，并且在无人机的起飞过程中，滑跑纠偏管控具有极为关键的作用，可是因为无人机自身结构存在不对称，同时因为风向、气流等诸多因素的影响，无人机滑跑中极易产生偏离跑道的状况，并且为了规避飞行事故的产生，要求对滑跑进行纠偏操作，以此来保证起飞的安全性，在无人机滑跑纠偏管控方面的研究不够全面，基于对前轮转弯的管控方式收效不佳，因此在对无人机起飞管控相关技术的探究中，一定要强化提升滑跑纠偏方面的有效管控。

1.2 管控无人机起飞的措施以及要点

（1）无人机起飞方面的管控技术。为了能够对无人机起飞进行有效管控，规避飞行事故的产生，一定要遵照滑跑情况对起飞管控技术进行合理选择，具体而言要着手于这几个方面：

三轮滑跑起飞方面；在此项技术的实际应用中，确保推力矢量舵和鸭翼舵不存在偏角，同时把偏转角管控在0。

两轮滑跑起飞方面；在这个过程中，一定要确保联合偏转鸭翼和推力矢量舵面的合理整合，基于此才能够实现起飞，对起飞姿态进行明确。

离地爬升起飞方面；为了确保无人机能够实现顺利起飞，实际设计中，要使鸭翼舵和推力矢量舵有要求的联合偏转，基于此，来降低气流在无人机起飞方面产生的不良影响。

所以，在对无人机网络进行实际设计的时候，一定要重视神经网络的合理应用，基于此强化提升无人机起飞方面的有效管控，降低人工参与，无人机实际运行的质量与成效也会得以提升，规避认为因素产生的不良影响。

（2）无人机起飞的管控要点。为了能够对无人机的起飞进行有效管控，要着手于横向、纵向两个方面，这属于是无人机管控中的关键内容。

针对升降舵的管控系统而言，在无人机管控技术的实际设计中，要强化提升在抬前轮、离地爬升方面的设计，特别是飞机离地的过程中，要重视管控率方面的切换，无人机的加速滑跑、即将起飞时，要把俯仰角作为管控量，同时基于舵偏角信号，对升降舵进行强化管控，伴随无人机前轮的持续提升，两轮需要呈现出滑跑姿态，三者形成起飞迎角，无人机在脱离了地面后，要基于俯仰角的偏差信号对升降舵进行管控，对无人机爬升角度、速度进行有效管控。

在对推力管控系统进行设计时，如果无人机脱离地面进行爬升，需要基于推力管控系统实施管控，这时，无人机可已经有一定速度、航迹实现爬升，同时，爬升速度也会得以提升。针对推力管控系统而言，具体设计中，主要包含传统推力、迎角稳定系统而实现，传统的推力系统设计比较直观和简单，并且也能够把发动机对无人机飞行速度方面的影响直观地展示出来。迎角稳定相关系统能够对无人机飞行速度进行有效管控，同时，能够降低迎角速度变化方面的问题，确保管控效果的强化提升。

2 无人机降落管控相关技术

2.1 无人机的降落

实际上，无人机和普通飞机降落的方式相同，也就是说无人机在准备降落的时候，先需要在一定高度中平飞，平飞一定时间后下滑，高度随之下降，指导和地面接触后，无人机的发动机不再继续旋转。无人机实际降落的过程，一般可划分为：

（1）进场。这个过程是无人机准备降落的时期，预降落无人机会持续一定的飞行高度、速度，并且将其调整到要求的范围内。

（2）轨迹捕获。在轨迹捕获期间，无人机和跑道还存在一定距离，但是，已经开始打开了下滑窗口，开始为下滑操作做准备了。

（3）下滑。下滑期间，无人机顺着直线下滑，而下滑的速度和姿态是不变的。

（4）拉平。无人机在下滑的同时，高度也随之下降，基本上是处于拉平飘落的状态，这时会形成迎角，并且确保后轮着地，之后再对下滑速度进行降低。

（5）地面滑行。无人机着陆后要确保一定时间内的地面滑行，滑行了一段距离后才能完全停止运行。

2.2 无人机降落管控技术的设计要点

为了能够达成对无人机降落方面的自动化管控，着手于这几个方面来实施：

（1）进场飞行。这个过程主要就是给无人机的降落做准备，无人机将要降落的时候，起落架就会自动放下，和普通飞机的降落一样，要想达成自动化降落，要求强化提升横纵向的设计，并且基于航路信息使用合理有效的管控方式，在对航路进行设计的时候，保证其平直的飞行姿态。

（2）轨迹捕获。通常而言，无人机基于撞延长线进行归集捕获。为了确保无人机的安全性，下降操作中，理想的方式就是让其下降线路比下划线要低。也就是说，在对无人机进行捕获的时候，要基于轨迹剖面的设计来实现，确保无人机管控设计的合理性与有效性。

（3）直线下滑。基于直线下滑的方式能够降低捕获产生的高度、速度偏差，更能够强化无人机的等效空速，在对高度剖面进行实际跟踪的时候，先要对准跑道，确保无人机的安全降落。

强化提升对横纵向参数的管控。同时，一定要注意在下滑过程中，遵照剖面对无人机下滑的姿态进行管控，这是对无人机下滑速度进行有效管控的一种方式。

（4）末端拉起。无人机降落管控相关技术中，一定要注重其末端拉起，末端拉起的合理操作有助于对无人机速度的降低，无人机能够尽量接近于地面，无人机在和地面接触的过程当中，其各项指标也能够处在合理的范围内。为了能够对无人机降落管控相关技术进行合理设计，横向和纵向一项要分别把航迹管控和高度管控当成是重点内容，基于此确保无人机降落之前已经对准了跑道。

（5）地面滑跑。一般来讲，无人机在降落至地面后，纵向就会基于姿态管控的形式展现出来，发动机会逐渐从满足状态变为停车状态，俯仰角会变成0，同时，横向通道会基于横滚状态彰显出来，机翼呈现出水平的姿态，这时候无人机方向舵的速度也会持续下降，这是强化提升差动刹车的一种有效途径。

同时，在无人机的实际降落中，着陆轨迹属于极为关键的一个组成部分，无人机高飞作业完成后，依据一定轨迹进行下滑，如果下滑的高度、角度已经确定，那么，下滑的轨迹也就能够得以明确，这个时期中最关键的就是拉平轨迹，拉平轨迹的设计会对无人机下降、安全着陆等产生直接影响。通常所讲的拉平轨迹，实际上就是无人机下滑至着陆过程中产生的轨迹，因为无人机下滑过程中，其高度会也会随之逐渐降低，因此，无人机下滑速度变成0后，高度也应该是0。因此，在实际设计中，需要持续向这个方向进行探析、研究，基于这样的方式来确保设计内容的合理性与有效性，确保无人机实际飞行过程中的安全性、稳定性与可靠性，充分发挥出无人机在各个行业领域中实际应用的重要作用。

3 结语

综上所述，虽然无人机实际应用的优势非常显著，特别是应用于军事、农业、科研、测绘等领域中。可是，在实际应用中能够获悉，无人机起飞、降落管控技术中依然有很多问题，要求相关工作者基于实际问题进行合理深入研究与设计，积极应用现代化技术手段，强化提升无人机实际起飞、降落操作中的自动化，基于此让无人机对现代人诉求进行有效满足，降低外界因素产生的制约影响。