小型锂电池电动无人机的研制

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1、小型锂电池电动无人机的研制焦玉坤赵长辉杨光中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司）一款小型锂电池电动无人机的研制情况进行了全面介绍摘要本文针对。首先介绍研究工作的背景和工：作开展情况一一。电动飞机技术是个重要方向，计划分阶段研究第步研制小型锂电池无人机。之后重，，点介绍小型锂电池电动无人机的设计技术细节，包括总体和气动布局、结构和电动力系统等。袭后介绍设计改进情况，主要是前起落架和电机安装座。关键词：电动无人机；技术研究；飞机设计引言为了探索和研究电动飞机和无人机技术，笔者开展电动飞机技术研究课题，预期通过分阶段研究工作，逐步掌握电

2、动飞机的技术。在进行较充分的准备工作的基础上，开展小型锂电池电动无人机技术研究机的设计一、试制和试验工作。目前已经实现验证机首飞成了些初步的试验。，，完作者通过对小型电动无人机验证机初步研究工作进行总结，希望得到同仁的批评指正，以利于后续工作的开展。研究工作背景和工作开展情况研制小型锂电池电动无人机是作为电动飞机技术研究工作的第一步。电动飞机技术可以说是目前一项重大创新航空技术，具有重大技术意义和经济意义，预期发展前景很好。因此，需要系统研究电动飞机技术。电动飞机采用全新的电力推进系统电动力系统锂电池一螺旋桨、燃料电池或太阳能电池

3、为电机，由或涵道风扇）推进装置提供电能，具有效率髙、节能环保、可设计性好等突出优点。电动力系统及电动飞机技术拓展了航空技术领域，综合了众多新兴学科和技术，技术带动性强。电动飞机技术领域已经取得较大进展一些重要技术有所突破小型无人机巳广泛采用电动力技术电动力有人通用航空飞机也巳经。，，研制成功。电动飞机技术存在一些技术瓶颈和问题包括电池比能量和能暈密度低电机性能低电动力系统重，，，量过大，系统集成困难，可靠性、经济性差和寿命短等。上述难题需要长时间不懈研究才能突破。预计随着相关技术的不断突破，未来髙性能、实用化电动飞机将可能广泛使用

4、，开创电动力航空时代。正是出于对电动飞机技术的期待作者开展系统的研究工作一步是研制小型锂电池电动无人机验，第，证机。验证设计方法总体布局和气动力、结构、强度以及电动力系统的设计技术，获得基本的电动无人，机技术研究及产品发展能力，初步建立研究和试验体系。从年开始进行系统的跟踪研究和前期研究，收集整理大量电动飞机技术文献资料。年系统梳理、总结和分析电动飞机设计方法研究和设计技术。进行电动无人机初步方案设计。年开始锂电池小型电动无人机全面研制工作。进行飞机总体和气动力优化全机气动力计算，结构总体布局和，强度计算。进行详细设计，材料和成品

5、采购，试验机试制、试验和试飞。至年中完成试验机试制和基本试验根据试飞结果进行一二次试飞试飞结果。年月末首次试飞些设计改进。月末进行第，，良好。2014国无人机大会论文集）中(第五届小型锂电池无人机的设计参考国内外小型电动无人机，制订出技术指标：单发单螺旋桨设计，最大起飞总重有效载荷续航时间，飞行速度，最大飞行高度。需要指出的是本项研究工作主要进行基础性技术研究，因此不追求高性能，研究机设计上采用最常规的设计。正常式气动布局，大长细比细长机身，机头安装前拉式螺旋桨。大展弦比上单翼，高升力低速翼后掠角°展弦型，弦线比。常规尾翼，低置平

6、尾，翼型。全机具有较好的升阻特性。前三点固定式起落架。■龜園图飞机立体图图气动力计算（压力分布图）图全机有限元模型机体基本采用木质结构，辅以少量碳纤维复合材料，与普通航模飞机相似。机翼的主承力结构选用碳管梁，机身和尾翼的主承力结构选用桐木结构，机翼和机身蒙皮选用轻木结构，水平尾翼为泡沫填充结构。翼面全部设计成可拆卸结构。机翼分成三段包括中央段和两个外段。中，央翼有组铝制成的翼身连接耳片，使用四个螺丝与中机身侧壁连接。中央翼与外翼连接使用套合的碳纤维复合材料管梁和连接耳片一一。垂尾和平尾先组合为体其前梁和后梁分别套合连接。垂尾前梁根

7、部的，组木质连接销穿过平尾前梁中部后与插人机身框插孔；垂尾后梁与平尾后梁中部叠合部位钻有通过孔连接孔，螺钉穿过孔与后机身框板的上螺母拧紧，将垂尾和平尾固定到机身上。。原始设计机翼（中央翼）安装在下陷的机身顶部，机翼前缘和后缘与机身上表面齐平，安装角为。为了避免机身顶部纵梁被打断，保证机身结构传力路线的连续，在实际机身制造时，机身顶部没有制出安装机翼的下陷缺口，机身顶部两侧的纵梁保持等直连续。这样机翼的安装位置上移，后缘基本与机身上表高装角约°产生较大的抬头力矩面齐平。，前缘抬，安，3新技术和新方法—参】彻图制造完成的尾翼和机身用于

8、承载动力系统电机一螺旋桨载荷以及前起落架载荷机身头部增加盒形结构。前机身顶部安装口，盖，便于安装拆卸电池，以及相关维护工作。起落架采用全金属结构。主起落架使用厚的铝板弯制。前起落架使用钢丝弯制，由于结构高度较大，安装了辅助后撑杆。前起落架带有转向装