变姿飞行机器人及其关键技术

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1、专题论坛FFORUMONSPECIALTOPIC变姿飞行机器人及其关键技术龙利民,蒋蓁,王峰(上海大学精密机械工程系,上海200072)摘要:变姿飞行机器人是一种具有垂直起降功能的无人机,并且能够像固定翼飞机那样水平前飞。文中介绍了基于涵道风扇技术变姿飞行机器人的发展现状及趋势,还分析了变姿飞行机器人变姿的方式及关键技术。关键词:垂直起降技术;涵道风扇;无人机中图分类号:TP24文献标识码:A文章编号:1002-2333(2007)11-0001-04ResearchonDuctedFanFlyingRobotandItsKeyTechniquesLONGLi-min

2、,JIANGZhen,WANGFeng(DepartmentofPrecisionMechanicalEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:ThispaperintroducescurrentdevelopmentandtrendsofductedfanflyingrobotwhichtakesadvantagesofVTOL(VerticalTake-OffandLanding)techniques.Thenitdiscussesthewayfortheductedfanflying

3、robottochangeitsstatus.Thekeytechniquesarealsoanalyzedhere.Keywords:VTOL(verticaltake-offandlanding);ductedfan;UAV(unmannedaerialvehicle)1引言力和前飞的推力,就是能够像直升机一样垂直起降,又能无人机(也称飞行机器人)在军事和民用等多种领域够像固定翼飞行器一样水平前飞。军事上,各级变姿飞行发挥着越来越重要的作用,有些甚至是不可替代的。各种机器人可以配置给各级部队用于侦察和监视,为部队提大小和类型的无人机随着计算机技术、通信技术、机器人

4、供高清晰图像、实时的战场信息、环境监测及战斗伤亡评技术和电子技术等的发展而蓬勃发展。在美国国防部最估等功能。在民用领域,由于其独特的结构和灵活的飞行新无人机计划中更是直接把“无人机(UAV)”改为“无人性能,变姿飞行机器人可以用于城区或者更复杂环境的飞行器系统(UAS,UnmannedAerialSystem)”。这一变化监测,在一些对于直升机有安全隐患而固定翼飞行器又反映了无人机项目的复杂程度不断提高,不仅包括飞行不适合的场所,变姿飞行机器人就可以大显身手。器本体,也包括地面控制站、传感器组件和通信设备,需2几种典型的变姿飞行机器人要对支撑无人机的技术予以更多的关注

5、。变姿飞行机器人的研究在国内尚处于初级阶段,现无人机的应用越来越广,对无人机的要求也越来越有的可供参考的理论和实践经验都很少。而在国外,变姿高。传统的固定翼无人机飞行速度快,作业半径大,技术飞行机器人的研究已经相当成熟,不少变姿飞行机器人比较成熟,但是固定翼无人机的起飞和降落需要足够的研制成功并投入到应用中,这里主要介绍几种典型的变场地,它的应用在某些场合受到限制。无人直升机能够在姿飞行机器人。狭窄的环境中实现起降,并且具有很好的悬停性能,但是2.1GoldenEye它的结构复杂、控制困难,飞行速度不快,任务半径也不GoldenEye系列无人机是美国极光飞行科学公司研

6、大。为此,能够实现垂直起降且能像固定翼无人机那样水制开发的。目前极光飞行科学公司、诺斯罗普.格鲁门公司平高速飞行的垂直起降无人机受到关注。和通用动力机器人系统公司组成的小组正参与DARPA变姿飞行机器人是垂直起降无人机的一种,它的最的OAVII的第三阶段的项目工作。GoldenEye-50在2006大的特点是采用了涵道风扇技术。近年来出现了一些结年3月的时候已经完成了它的第100次试飞,这次飞行了构新颖的无人机,如美国的“GoldenEye”、“iSTAR”,法国22min。它的第一次试飞是在2004年7月,2005年4月即的“ODIN”,新加坡的“FANTAIL”。

7、最引人关注的是美国完成飞行模式转换试验,即从垂直飞行转换为水平飞行,国防部高级研究计划所(DARPA,DefenseAdvanced也可以从水平飞行转换为垂ResearchProjectAgency)所领导的建制飞行器(OAV,直飞行。OrganicAirVehicle)计划,该计划旨在促进涵道风扇无人GoldenEye-50(如图1)机的发展和成熟。变姿飞行机器人依靠涵道风扇提供升被设计成一个技术发展平!!!!!!!!!!!!!!!!基金项目:国家自然科学基金资助项目(60675053)台,为极光科学飞行公司的上海大学“先进机器人与现代制造系统”重