旋翼推進式無人飛艇設計與研究.pdf

1、學校代碼：10406分類號：V221.54學號：150608250102南昌航空大學南昌航空大學碩士學位論文（學術學位研究生）旋翼推進式無人飛艇設計與研究旋翼推進式無人飛艇設計與研究碩士研究生：王璐導師：王云申請學位級別：碩士學科、專業(yè)：飛行器設計所在單位：飛行器工程學院答辯日期：2017年12月授予學位單位：南昌航空大學I摘要隨著我國工業(yè)化進程的高速進行和城鎮(zhèn)化的快速推進，無論是工業(yè)、農業(yè)還是日常生活中，對無人機的需求量都在日益攀升。

2、但受限于無人機載荷較小、續(xù)航時間短、穩(wěn)定性差等因素盡管無人機平臺的運用可以在工業(yè)、商業(yè)和農業(yè)等領域能帶來巨大便利，但更深一步的發(fā)展一直未能獲得重大突破。市場上急需一款能夠低空低速飛行，并在垂直起降、懸停和飛行過程中始終保證較高穩(wěn)定性、在空中能連續(xù)作業(yè)數小時的新型長航時飛行器。根據上述要求設計的旋翼推進式無人飛艇同時具備四旋翼和飛艇的優(yōu)點，具有航時長、操縱靈活的特點。所設計的新型旋翼推進式無人飛艇是一種可低空飛行的復合式無人飛行器，其創(chuàng)新

3、之處在于取消了傳統(tǒng)旋翼飛行器的桿件連接，主要結構由氣囊和直接安裝在氣囊周圍的四個推進旋翼、上部的橫列式雙旋翼組成。推進旋翼可為飛艇提供各向動力和實現軌跡控制，氣囊為飛行器提供大部分的升力，以大大降低橫列式雙旋翼的動力消耗，提高整機的承載能力，尤其能解決目前多旋翼無人飛行器因能源不足而續(xù)航時間短的難題。橫列式雙旋翼為飛行器提供上升時部分升力，以利于改變飛行的高度，便于實現升降控制。本文在已有飛艇總體結構和布局的基礎上，設計旋翼推進式無人飛

4、艇三維模型。為了獲得旋翼推進式無人飛艇的詳細優(yōu)化設計方案，通過研究飛艇旋翼與氣囊之間的氣動作用，探究無人飛艇的橫列式雙旋翼的間距與旋翼間氣動干擾之間的關系、旋翼間距對飛艇整體的氣動力的影響規(guī)律，采用流體仿真的方法利用計算流體力學數值仿真軟件，對飛艇進行定常數值模擬。FLUENT軟件數值模擬結果表明，飛艇上這種旋翼的布置方式的推進效率遠高于拉進布置方式，旋翼與氣囊間距離對推進效率也有一定影響，但旋翼自身受橫列式雙旋翼安裝距離的影響較小，整