本文關(guān)鍵詞：分布式獨立控制多旋翼飛行器的設(shè)計與研究　出處：《南昌航空大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：由于常規(guī)四旋翼飛行器左右偏航的操縱是通過改變旋翼轉(zhuǎn)速的相對大小來控制的,這樣轉(zhuǎn)速大的旋翼勢必會使機身產(chǎn)生一個傾斜的力矩,這個力矩會使機身往旋翼轉(zhuǎn)速小的方向傾斜,經(jīng)常性的控制方向意味著需要經(jīng)常性的傾斜機身。經(jīng)常性的更換傾斜平面對于需要在正常巡航狀態(tài)下拍攝的無人機來說并不能使其達到很高的拍攝要求,若旋翼機發(fā)展到載人飛行器時本身狹小的空間經(jīng)常性的側(cè)傾會給駕駛員造成疲勞駕駛和眩暈;其次,飛行器前進的動力也必須來自于機身側(cè)傾時旋翼產(chǎn)生的水平分力,這就意味著當飛行器處于水平狀態(tài)時是沒有前進動力的,只能處于懸停狀態(tài)。而本文提出的一種分布式獨立控制多旋翼飛行器無需側(cè)傾機身就可產(chǎn)生前飛的拉力,大大提高了飛行器的氣動性能。分布式獨立控制多旋翼飛行器是一種旋翼與機械相結(jié)合的飛行器,它由六個旋翼構(gòu)成,其中包過提供推進動力的前旋翼和后旋翼,提供垂直方向力的四個垂直旋翼,六個旋翼均勻分布在一個碟形轉(zhuǎn)盤的圓周上,碟形轉(zhuǎn)盤內(nèi)部加工有凹槽和齒輪機構(gòu)用于連接于機體裝置和起落架,通過機體裝置內(nèi)的主動齒輪帶動碟形轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動,從而可以帶動旋翼繞機體軸線轉(zhuǎn)動,從而可以在不側(cè)傾機身的情況下控制飛行器的方向。本文對分布式獨立控制多旋翼飛行器進行了詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計,然后運用CATIA軟件建立了飛行器的三維計算模型,并將其外形數(shù)據(jù)導(dǎo)入Gambit軟件進行了氣動網(wǎng)格的劃分和邊界條件的設(shè)置,最終利用Fluent軟件進行了氣動計算和分析。主要對比分析了分布式獨立控制多旋翼飛行器與常規(guī)四旋翼飛行器在側(cè)傾機身20度、40度、60度飛行時的氣動性能;對比分析了分布式獨立控制多旋翼飛行器在不同飛行狀態(tài)下的抗風(fēng)性能以及旋翼轉(zhuǎn)速對其整體氣動性能的影響,并挑選出了在6m/s巡航速度時,飛行器在不同飛行狀態(tài)下需要的旋翼轉(zhuǎn)速,最后對制作樣機的的結(jié)構(gòu)和材料進行了設(shè)計和選型。根據(jù)數(shù)值仿真結(jié)果:分布式獨立控制多旋翼飛行器具有比常規(guī)四旋翼更好的氣動性能,并可實現(xiàn)一定的耦合飛行,無需通過側(cè)傾機身提供推進的動力,具有一定的抗風(fēng)性能,并為今后旋翼與機械相結(jié)合飛行器的結(jié)果優(yōu)化和氣動分析提供了一定的參考。
[Abstract]:The invention relates to a distributed independent control multi - rotor aircraft which has better aerodynamic performance than a conventional four - rotor aircraft .

【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V249.1

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本文編號：1377177