發(fā)布時(shí)間：2017-10-05 04:35

  本文關(guān)鍵詞：變總距變轉(zhuǎn)速四旋翼無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)研究

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【摘要】：本文提出了全新的四旋翼無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)方法,采用傳統(tǒng)直升機(jī)旋翼提高效率,旋翼變總距提高操縱功效,旋翼變轉(zhuǎn)速降低需用功率,顯著提高了傳統(tǒng)四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行性能。首先,介紹多旋翼無(wú)人機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì),指出現(xiàn)有螺旋槳式四旋翼無(wú)人機(jī)的不足;其次,針對(duì)本文提出的變總距變轉(zhuǎn)速方法,通過(guò)葉素理論、動(dòng)量理論與工程經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算四旋翼無(wú)人機(jī)垂直與前飛等性能,在理論上驗(yàn)證了本文所提出方法的有效性,并且詳細(xì)比較了優(yōu)化轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的性能差異;第三、本文對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括旋翼系統(tǒng),操縱與傳動(dòng)系統(tǒng)等,并應(yīng)用有限元分析法對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行靜強(qiáng)度分析校核,及各分系統(tǒng)的布局及安裝方式,建立飛行器三維模型,研制出一架試飛驗(yàn)證機(jī);第四、建立四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行力學(xué)模型,通過(guò)該模型研究變總距操縱方式對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)操穩(wěn)特性的影響;最后,開(kāi)展試飛試驗(yàn),試飛試驗(yàn)表明本文所提出的變總距操縱方式的可行性,試飛結(jié)果驗(yàn)證了本文分析方法的正確性。通過(guò)理論計(jì)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了本文變總距變轉(zhuǎn)速四旋翼無(wú)人機(jī)總體構(gòu)型與操縱方式是可行的,并且具有更好的飛行性能,具有一定的發(fā)展?jié)摿Α?br/> 【關(guān)鍵詞】：四旋翼無(wú)人機(jī) 變轉(zhuǎn)速 變總距 飛行性能 操穩(wěn)特性
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 研究背景15-16
• 1.2 研究意義與目的16-17
• 1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 四旋翼飛行器發(fā)展現(xiàn)狀17-20
• 1.3.2 旋翼變轉(zhuǎn)速技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀20
• 1.4 研究主要內(nèi)容20-23
• 第二章 四旋翼無(wú)人機(jī)性能與轉(zhuǎn)速優(yōu)化分析23-42
• 2.1 引言23
• 2.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)23
• 2.3 總體參數(shù)初值23-26
• 2.4 飛行性能分析26-33
• 2.4.1 垂直性能模型26-30
• 2.4.1.1 最大起飛總質(zhì)量28-29
• 2.4.1.2 垂直上升率29
• 2.4.1.3 懸停升限29
• 2.4.1.4 懸停時(shí)間29-30
• 2.4.2 前飛性能模型30-33
• 2.4.2.1 最大平飛速度32
• 2.4.2.2 最大爬升率32
• 2.4.2.3 使用升限32-33
• 2.4.2.4 航時(shí)與航程33
• 2.5 轉(zhuǎn)速優(yōu)化分析33-40
• 2.5.1 轉(zhuǎn)速優(yōu)化原理33-35
• 2.5.2 轉(zhuǎn)速優(yōu)化效果35-40
• 2.5.2.1 懸停優(yōu)化效果35-36
• 2.5.2.2 前飛優(yōu)化效果36-38
• 2.5.2.3 整機(jī)性能優(yōu)化效果38-40
• 2.6 總體參數(shù)終值40-41
• 2.7 本章小結(jié)41-42
• 第三章 四旋翼無(wú)人機(jī)總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)42-57
• 3.1 引言42
• 3.2 整機(jī)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)42-55
• 3.2.1 槳轂選擇42-45
• 3.2.2 操縱系統(tǒng)45-48
• 3.2.2.1 操縱機(jī)構(gòu)45-47
• 3.2.2.2 操縱運(yùn)動(dòng)仿真47-48
• 3.2.3 變距系統(tǒng)48-52
• 3.2.3.1 變距機(jī)構(gòu)48-50
• 3.2.3.2 變距運(yùn)動(dòng)仿真50-51
• 3.2.3.3 操縱/變距機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真51-52
• 3.2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)52
• 3.2.5 其他系統(tǒng)52-55
• 3.3 總體結(jié)構(gòu)布局55-56
• 3.3.1 短艙布局55
• 3.3.2 全機(jī)布局55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第四章 變距變轉(zhuǎn)速對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)操穩(wěn)特性影響分析57-78
• 4.1 引言57
• 4.2 機(jī)體運(yùn)動(dòng)方程57-59
• 4.2.1 坐標(biāo)系與轉(zhuǎn)換矩陣57-58
• 4.2.2 運(yùn)動(dòng)方程58-59
• 4.3 氣動(dòng)模型59-67
• 4.3.1 旋翼氣動(dòng)模型60-65
• 4.3.1.1 翼型剖面傾角60
• 4.3.1.2 剖面氣動(dòng)角60-61
• 4.3.1.3 誘導(dǎo)速度61-63
• 4.3.1.4 槳葉揮舞運(yùn)動(dòng)63-65
• 4.3.2 機(jī)身組合體氣動(dòng)模型65-67
• 4.4 操穩(wěn)特性分析67-77
• 4.4.1 四旋翼轉(zhuǎn)速優(yōu)化的配平特性響應(yīng)67-69
• 4.4.2 四旋翼轉(zhuǎn)速優(yōu)化的穩(wěn)定特性響應(yīng)69-71
• 4.4.3 四旋翼轉(zhuǎn)速優(yōu)化的操縱特性響應(yīng)71-77
• 4.4.3.1 懸停時(shí)的操縱特性響應(yīng)71-74
• 4.4.3.2 前飛時(shí)的操縱特性響應(yīng)74-77
• 4.5 本章小結(jié)77-78
• 第五章 四旋翼無(wú)人機(jī)樣機(jī)研制與試飛試驗(yàn)78-91
• 5.1 引言78
• 5.2 樣機(jī)硬件系統(tǒng)78-83
• 5.2.1 飛行控制系統(tǒng)79-81
• 5.2.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)81-83
• 5.3 試飛試驗(yàn)83-90
• 5.3.1 全系統(tǒng)地面聯(lián)調(diào)83-84
• 5.3.2 地面試車試驗(yàn)84-86
• 5.3.3 樣機(jī)飛行試驗(yàn)86-90
• 5.4 本章小結(jié)90-91
• 第六章 總結(jié)與展望91-93
• 6.1 本文研究工作總結(jié)91
• 6.2 進(jìn)一步研究展望91-93
• 參考文獻(xiàn)93-96
• 致謝96-97
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文97

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：974835