高速型无人涵道旋翼飞行器总体设计技术研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchonTechnologiesofHigh-speedDucted-rotorUAVPreliminaryDesignAThesisinFlightVehicleDesignbyLiBinAdvisedbyAssociateProf.ZhuQinghuaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMaster

2、ofEngineeringMarch,2012承诺书本人声明所呈交的博士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要近年来无人涵道旋翼飞行器技术发展迅速，使得国内外涵道旋翼研究成为热点。由于涵道旋

3、翼特殊的气动布局，此类飞行器大多飞行速度较低。在分析各型涵道旋翼飞行器技术特点的基础上，本文参考国内外已有几种涵道旋翼飞行器的设计方案，通过减阻、增升措施，形成了一种高速型无人涵道旋翼飞行器方案，并对其总体设计技术进行了相关研究。首先本文从总体设计角度出发，根据国内外涵道旋翼的研究成果，对涵道单旋翼和涵道共轴双旋翼的气动特性进行了研究和分析，推导了相关的计算公式，并通过特性试验进行了验证。其次，根据高速型无人涵道旋翼飞行器的设计要求，确定了该无人飞行器的布局型式和总体参数，并计算了其飞行性能。然后，本文以常规单旋翼带尾桨的直升机配平计算方法为基础，建立了高速型无人涵道旋翼飞行

4、器的飞行动力学模型，对高速型无人涵道旋翼飞行器进行了配平计算和分析。最后，本文初步设计了高速型无人涵道旋翼飞行器的机身外形、起落架、推进系统、操纵系统和控制系统，并对全机总体结构进行了布置。本文最终完成了无人涵道旋翼飞行器的总体方案设计，论文的某些技术已经在某型无人涵道旋翼飞行器上得到应用，验证了其合理性和可行性。关键词:涵道旋翼，无人旋翼飞行器，总体设计，气动特性试验，飞行动力学I高速型无人涵道旋翼飞行器总体设计技术研究ABSTRACTDuctedrotorstudyhasbecomeahotspotinrecentyears.Especiallytechnologieso

5、fductedrotorUAVaredevelopingrapidly.However,mostductedrotorUAVofthiskindfliesinalowspeedbecauseofitsspecialaerodynamicconfiguration.Basedonanalysisontechnicalcharacteristicsofvarioustypesofductedrotoraircraft,thispaperpresentsahigh-speedductedrotorunmannedaircraftconcept.Preliminarydesignte

6、chnologyofhigh-speedductedrotorUAVisresearchedinthisthesis.It’sanUAVwhichisfixedwithwingsonthebasisofductedrotorUAV.Firstly,fromthestandpointofpreliminarydesign,researchandanalysisaremadeonaerodynamiccharacteristicsofductedsinglerotorandductedcoaxialrotoraccordingtodomesticandforeignresearc

7、hresultsinthisthesis.Formulasarederivedtocalculateitsaerodynamiccharacteristics,anditsverificationiscarriedoutbytestresults.Secondly,basedonresearchesabove,theconfigurationandgeneralparametersarechosenaccordingtodesignrequirementsofhigh-speedductedrotorU