飞翼布局无人机舵面分配算法研究

楼静梅，张科

(西北工业大学航天学院，陕西西安 710072)

引言

飞翼布局无人机由于其自身的综合优势而受到了无人机设计师们的普遍重视。与正常布局无人机相比，飞翼布局无人机有很多优势:整体上采用翼身融合，有效地提高了无人机的飞行升力，减少了机翼与机身的干扰阻力，同时也大幅度地缩减了雷达散射截面RCS，提高了隐身性能。但也存在先天的缺点:升降舵操纵力臂较常规布局无人机短，因而操纵效能大大降低［1］;没有水平安定面，因而纵向稳定性下降，甚至静不稳定;没有垂尾和方向舵，其侧向自然稳定性也下降了。

多组升降副翼和一组开裂式方向舵的组合成为大展弦比飞翼布局飞机的典型操纵面配置方案，在B-2轰炸机和BWB飞机中得到了应用［2］。

与常规无人机不同，飞翼布局无人机有其特殊的操纵特性，对飞行控制系统提出了更高的要求。其操纵面不仅要提供足够的控制效率，还要保证无人机的稳定性。

本文针对飞翼布局无人机出现一定程度的舵面破损故障情况进行研究。在不改变现有控制算法的基础上，通过采用舵面权限动态分配算法使其操纵力矩特性基本不变，从而不影响无人机执行空中任务。

1 无人机舵面操纵特性数学描述

以飞翼式无人机ICE101等效模型为对象，开展舵面控制分配算法研究。无人机舵面配置示意图如图 1 所示［3］。

图1 无人机舵面配置示意图

图1为一种典型的舵面分配方法，从翼尖到翼根分别为开裂式方向舵、副翼、升降舵，共计3对6个舵面。……