以無動力自轉(zhuǎn)旋翼為升力面和操縱面、推/拉力螺旋槳為其提供前進方向動力的自轉(zhuǎn)旋翼機,整體結(jié)構(gòu)簡單,制造使用維護成本較低,操縱簡單,飛控容易實現(xiàn),具備良好的低空、低速性能和安全性,并對起飛著陸時的場地要求低,相比于直升機和固定翼飛機具有自身獨特的優(yōu)勢。隨著無人駕駛飛行器技術(shù)的發(fā)展和市場需求的不斷拓展,輕小型自轉(zhuǎn)旋翼無人機應(yīng)運而生。但是目前在輕小型自轉(zhuǎn)旋翼無人機總體方案設(shè)計技術(shù)方面的研究還比較少,尚未形成完整可靠的整體解決方案。本文根據(jù)設(shè)計要求,對輕小型自轉(zhuǎn)旋翼無人機進行了總體方案設(shè)計技術(shù)研究。首先,參考直升機總體參數(shù)設(shè)計方法確定了自轉(zhuǎn)旋翼無人機的主要參數(shù),并選擇了相匹配的發(fā)動機;然后,對自轉(zhuǎn)旋翼無人機進行了總體布局設(shè)計,完成了總體布置方案設(shè)計、氣動布局設(shè)計以及操縱系統(tǒng)設(shè)計,并計算了自轉(zhuǎn)旋翼無人機的重量、重心和慣量;其次,對自轉(zhuǎn)旋翼無人機進行了縱向氣動力、氣動力矩計算和飛行性能計算;最后,建立了自轉(zhuǎn)旋翼無人機的數(shù)學模型,研究了自轉(zhuǎn)旋翼無人機的爬升控制、平飛控制和下滑控制方面的控制特點,設(shè)計了相應(yīng)的爬升、平飛和下滑控制回路的控制律,并對自轉(zhuǎn)旋翼無人機進行了縱向剖面全過程飛行仿真以及特性分析。通...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
    1.2 自轉(zhuǎn)旋翼機國內(nèi)發(fā)展狀況
    1.3 自轉(zhuǎn)旋翼無人機飛行控制原理分析
    1.4 本文研究內(nèi)容及安排
第二章 主要參數(shù)設(shè)計及動力裝置選型
    2.1 自轉(zhuǎn)旋翼無人機設(shè)計要求
    2.2 主要參數(shù)的確定
        2.2.1 自轉(zhuǎn)旋翼無人機總重
        2.2.2 自轉(zhuǎn)旋翼無人機功率載荷
        2.2.3 自轉(zhuǎn)旋翼無人機槳葉片數(shù)
        2.2.4 自轉(zhuǎn)旋翼無人機旋翼半徑
        2.2.5 轉(zhuǎn)旋翼無人機旋翼實度
        2.2.6 自轉(zhuǎn)旋翼無人機槳盤載荷
        2.2.7 自轉(zhuǎn)旋翼無人機螺旋槳半徑
        2.2.8 自轉(zhuǎn)旋翼無人機旋翼總距角
    2.3 自轉(zhuǎn)旋翼無人機動力裝置選型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 總體布局設(shè)計及重量、重心和慣量計算
    3.1 總體布局概述
    3.2 總體布局設(shè)計
        3.2.1 各組成部分的結(jié)構(gòu)和功能
        3.2.2 總體布置方案
    3.3 氣動布局設(shè)計
        3.3.1 氣動布局概述
        3.3.2 旋翼機旋翼的相關(guān)參數(shù)選擇
        3.3.3 螺旋槳的布置及相關(guān)參數(shù)選擇
        3.3.4 水平尾翼相關(guān)參數(shù)選擇
        3.3.5 垂直尾翼相關(guān)參數(shù)選擇
    3.6 操縱系統(tǒng)設(shè)計
        3.6.1 操縱系統(tǒng)概述
        3.6.2 槳盤操縱機構(gòu)設(shè)計
        3.6.3 方向舵操縱機構(gòu)設(shè)計
        3.6.4 前起落架操縱機構(gòu)設(shè)計
    3.7 重量、重心及慣量計算
    3.8 本章小結(jié)
第四章 自轉(zhuǎn)旋翼無人機縱向氣動特性分析及飛行性能計算
    4.1 縱向氣動力和氣動力矩計算
        4.1.1 計算流體力學(CFD)簡介
        4.1.2 旋翼翼型升力系數(shù)、阻力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)獲取
        4.1.3 機身升力系數(shù)、阻力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)計算
        4.1.4 水平尾翼升力、阻力以及俯仰力矩計算
    4.2 自轉(zhuǎn)旋翼無人機飛行性能計算
        4.2.1 飛行速度計算
        4.2.2 續(xù)航性能計算
    4.3 本章小結(jié)
第五章 自轉(zhuǎn)旋翼無人機數(shù)學建模及縱向飛行仿真研究
    5.1 各參考坐標系的定義和作用
    5.2 自轉(zhuǎn)旋翼無人機數(shù)學建模假設(shè)
    5.3 自轉(zhuǎn)旋翼無人機數(shù)學建模及運動方程組
        5.3.1 旋翼模型
        5.3.2 螺旋槳模型
        5.3.3 機身模型
        5.3.4 垂尾模型
        5.3.5 平尾模型
        5.3.6 旋翼機運動方程
    5.4 自轉(zhuǎn)旋翼無人機靜穩(wěn)定性分析
        5.4.1 縱向靜穩(wěn)定性分析
        5.4.2 橫向靜穩(wěn)定性分析
        5.4.3 航向靜穩(wěn)定性分析
    5.5 自轉(zhuǎn)旋翼無人機仿真數(shù)學建模
        5.5.1 Simulink建模仿真概述
        5.5.2 Simulink下的自轉(zhuǎn)旋翼無人機模型庫
        5.5.3 自轉(zhuǎn)旋翼無人機仿真模型的搭建
    5.6 縱向控制機理分析
        5.6.1 單獨操縱旋翼槳盤縱向傾角
        5.6.2 單獨操縱發(fā)動機油門開度
    5.7 縱向通道控制策略分析
        5.7.1 爬升和下滑控制回路設(shè)計
        5.7.2 平飛控制回路設(shè)計
    5.8 縱向剖面全過程仿真以及特性分析
        5.8.1 飛行任務(wù)設(shè)計
        5.8.2 仿真結(jié)果與分析
    5.9 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝



本文編號：3803250