农用无人旋翼机旋翼系统气动分析与试验研究

《农用无人旋翼机旋翼系统气动分析与试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据东北农业大学工学硕士学位论文is：thepnchangleof8degrees，thefrontangleof3．5degrees，speed390r／mincases．(4)Therotmionoftherotortest，fittingoutmathematicalmodelofeachfactorandthetestindex，sizerelations．theinfluencefactorsanalysisofinteractionoftwotestindicatorsare：windspeed>thepkchangle>afterthechamfer

2、．Optimizationanalysisofvariousfactors，theoptimalportfolio：pitchangle9．5degrees，afterchamfering7．5degrees，windspeed8m／s，andtheUSeoftestverifiedthereliability．Tosumup，throughthetheoreticalanalysisandnumericalsimulationofhelicopterrotorsystem，finallytheverificationtest，revealstheaerodynami

3、ccharacteristicsofrotorsystem，providesthereferenceforthedevelopmentandcontrolofsubsequentunmannedrotorcrafl．Keywords：Rotorcraft；Aerodynamiccharacteristics；Numericalsimulation；ExperimentalstudyCandidate：YuLibaoSpeeiality：AgriculturalMechanizationEngineeringSupervisor：Professor．FengJiangI

4、V万方数据前言1前言1．1研究的目的与意义粮食的安全生产是我国农业可持续发展的重要基础，是国家富强的有力保障ll七J。近年来，由于受到气候异常、耕作模式和品种特性等因素的影响，病虫害对农作物的危害主要表现为两种形式：一是病虫害的种类逐年增加，二是受到病虫害影响的农作物面积逐年扩长【jJ。据统计，由于病虫害的破害，我国每年会损失掉4000多万吨粮食，按人均年消耗粮食200kg计算，这些损失的粮食将够1．2亿人食用(4．51。病虫害不仅对粮食产量造成损失，同时对粮食质量也产生很大的影响，在运输或贮存中经常出现发霉、腐烂等现象，严重影响了粮食的口感和营养成分，更严重的是会直

5、接产生有毒物质，对人身体造成伤害【6J。能够及时有效的喷洒农药是防治病虫害发生的重要措施，因此植保作业是农业生产的重要环节【Jn引。目前，我国的植保作业多是以手工劳动或者地面机械等传统作业模式，劳动强度大，受地理环境与农作物长势限制，作业成本高，资源利用率低，同时带来了水土资源污染，生态失衡等危害【9l。此外，近些年植保作业人员农药中毒事件也是时有发生，造成了不可挽回的伤害。无人机植保作业模式的出现对解决以上问题具有重要意义，无人机植保作业高度低，药物漂移少，灵活性强，旋翼产生的向下气流有助于吹翻叶片，增加药液对叶片的附着性，同时作业人员可以在较远的位置操控飞机，避免

6、了接触农药带来的危害，大大提高了作业人员的安全性【10-12】。因此必须结合现代化的无人机技术，进行航空植保，完善植保体系，以最少量的人力和资源投入，防治更大面积的病虫灾害，以适应现代化农业发展模式的需要【13-15】o目前，国内外农业航空植保无人机领域发展迅猛，但是多是以无人直升机为主，机型单一，传动系统复杂，技术要求极高，为后期的管理与维护带来不小的困难。无人旋翼机是一种以自转旋翼为升力面，后推动力推其前飞的无人飞机，传动系统比较简单，操控便捷IIo’¨j。飞机起飞后切断预转动力源。旋翼依靠后推动力推动其前飞，前飞过程中旋翼在相对来流作用下进行自转，产生升力，所以

7、旋翼机不能悬停，需要保持前飞状态才能获得相对来流，获取升力““川。当后推电机发生故障停止工作时，旋翼机依然能依靠惯性保持前飞状态，在速度和高度都降低的同时，自下到上的相对来流可吹动旋翼自转，保障安稳着陆，因此它具有很好低空性。两片巨大的旋翼自转产生足够的升力，载荷量大，比较适合农业航空植保作业。旋翼机的旋翼是无动力驱动的，不会产生明显的振动和噪声，使飞机工作周期延长，同时传到整个机身的扭矩非常小，不用尾翼使飞机达到平衡。旋翼机整个机体结构简单，生产成本低，发生故障频率低，平稳性与可靠性都非常高。旋翼作为主要的升力面，为旋翼机飞行及载重作业提供足够的升