复合式无人飞行器试验平台设计与测试

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1、中图分类号：V221论文编号：102870115-S188学科分类号：082501硕士学位论文复合式无人飞行器试验平台设计与测试研究生姓名程太明学科、专业飞行器设计研究方向飞行器试验技术指导教师徐锦法教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一五年三月INanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringDesignandVerificationofTestingPlatformforCompoundUnmannedAerialVehicleATh

2、esisinFlightVehicleDesignbyChengTaimingAdvisedbyProf.XuJinfaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAcademicMarch,2015II南京航空航天大学硕士学位论文承诺书本人声明所呈交的硕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

3、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：III复合式无人飞行器试验平台设计与测试摘要近年来，无人机在军用和民用领域中受到越来越广泛的应用。由于具有可垂直起降、定点悬停、低空低速性好等优点，涵道旋翼无人飞行器成为应用最广泛的无人机之一。本文研究目的是设计复合式涵道共轴双旋翼无人飞行器试验平台。根据飞行器设计要求，进行飞行器总体结构设计，阐述了旋翼系统、动力传动系统、主体梁架以及机身外形结构等设计要求和细节。针对共轴双旋翼飞行器结构要求，提出了上下旋翼对扣的设

4、计思想。上下旋翼分别由相互独立的动力机构驱动，采用同步齿形带动力传动方式，简化了动力传动机构设计。分析计算了旋翼系统动力需求，并通过电动机驱动旋翼系统进行试验验证，据此确定发动机选型。通过对飞行器的结构受力情况进行分析，设计了十字形梁架和前三点式起落架结构。飞行器机身外形采用翼身融合形式设计，中间嵌有涵道共轴双旋翼系统。机身外形采用分块结构设计制作，在确保结构强度的同时方便飞行器安装、调试、测试和运输。依据飞行器飞行性能要求，对飞行器航电飞控系统进行配置设计。通过进行发动机功率、旋翼气动升力以及飞行器地面系留测试试验，对涵道共轴双旋翼飞行器的气动特性进行了分析研究，确定了发动机

5、选型、旋翼桨叶结构参数以及气动布局设计，为飞行器设计研制提供实践依据。通过本文的研究工作，完成了复合式涵道共轴双旋翼无人飞行器总体设计，并验证了设计方案是可行、有效、可靠的。关键词：无人机，复合式，涵道共轴双旋翼，试验平台，结构设计，飞行测试IV南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentyears,UAV（unmannedaerialvehicle）hasbeenmoreandmorewidelyusedinmilitaryandcivilfields.Becauseofitsadvantagesofverticaltake-offandlanding,fix

6、edhoveringandgoodlow-altitudelow-speedperformanceandsoon,ductedrotorUAVhasbecomeoneofthemostwidelyusedUAV.TheobjectiveofthisarticleistodesignthecompoundductedcoaxialrotorUAVtestingplatform.Accordingtothedesignrequirementsofaircraft,designaircraftconceptualstructure,andexpoundrequirementsandd

7、etailsofdesignfortherotorsystem,powertransmissionsystem,themainbeamandthefuselagestructure.Onthebasisoftherequirementofcoaxialrotoraircraftstructure,putforwardtheupperandlowerrotorbuckledesign.Theupperandlowerrotorarerespectivelydrivenbythepowerdev