旋翼推進(jìn)式無(wú)人飛艇設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類號(hào)：V221.54學(xué)號(hào)：150608250102南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位研究生）旋翼推進(jìn)式無(wú)人飛艇設(shè)計(jì)與研究旋翼推進(jìn)式無(wú)人飛艇設(shè)計(jì)與研究碩士研究生：王璐導(dǎo)師：王云申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科、專業(yè)：飛行器設(shè)計(jì)所在單位：飛行器工程學(xué)院答辯日期：2017年12月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的高速進(jìn)行和城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，無(wú)論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)還是日常生活中，對(duì)無(wú)人機(jī)的需求量都在日益攀升。

2、但受限于無(wú)人機(jī)載荷較小、續(xù)航時(shí)間短、穩(wěn)定性差等因素盡管無(wú)人機(jī)平臺(tái)的運(yùn)用可以在工業(yè)、商業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域能帶來(lái)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(chǎng)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(guò)程中始終保證較高穩(wěn)定性、在空中能連續(xù)作業(yè)數(shù)小時(shí)的新型長(zhǎng)航時(shí)飛行器。根據(jù)上述要求設(shè)計(jì)的旋翼推進(jìn)式無(wú)人飛艇同時(shí)具備四旋翼和飛艇的優(yōu)點(diǎn)，具有航時(shí)長(zhǎng)、操縱靈活的特點(diǎn)。所設(shè)計(jì)的新型旋翼推進(jìn)式無(wú)人飛艇是一種可低空飛行的復(fù)合式無(wú)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(jié)構(gòu)由氣囊和直接安裝在氣囊周圍的四個(gè)推進(jìn)旋翼、上部的橫列式雙旋翼組成。推進(jìn)旋翼可為飛艇提供各向動(dòng)力和實(shí)現(xiàn)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(dòng)力消耗，提高整機(jī)的承載能力，尤其能解決目前多旋翼無(wú)人飛行器因能源不足而續(xù)航時(shí)間短的難題。橫列式雙旋翼為飛行器提供上升時(shí)部分升力，以利于改變飛行的高度，便于實(shí)現(xiàn)升降控制。本文在已有飛艇總體結(jié)構(gòu)和布局的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)旋翼推進(jìn)式無(wú)人飛

4、艇三維模型。為了獲得旋翼推進(jìn)式無(wú)人飛艇的詳細(xì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，通過(guò)研究飛艇旋翼與氣囊之間的氣動(dòng)作用，探究無(wú)人飛艇的橫列式雙旋翼的間距與旋翼間氣動(dòng)干擾之間的關(guān)系、旋翼間距對(duì)飛艇整體的氣動(dòng)力的影響規(guī)律，采用流體仿真的方法利用計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值仿真軟件，對(duì)飛艇進(jìn)行定常數(shù)值模擬。FLUENT軟件數(shù)值模擬結(jié)果表明，飛艇上這種旋翼的布置方式的推進(jìn)效率遠(yuǎn)高于拉進(jìn)布置方式，旋翼與氣囊間距離對(duì)推進(jìn)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