油动四旋翼飞行器动力系统的参数匹配

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1、第32卷第6期2015年12月沈阳航空航天大学学报JoumalofShenyangAerospaceUniVers时V01．32No．6Dec．20l5文章编号：2095—1248(2015)06一0044一06油动四旋翼飞行器动力系统的参数匹配康桂文1’2，李正浩3(1．沈阳航空航天大学通用航空重点实验室，沈阳110136；2．辽宁通用航空研究院，沈阳1101363．沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：结合辽宁通用航空研究院正在研发的油动四旋翼飞行器，阐述了飞行器整体的动力系统布局和参数匹

2、配的原则，并且提出了相对于油动四旋翼的动力系统参数匹配和性能验证的方法。从四旋翼机的系统质量结构、飞行性能、实际应用性验证其系统的可行性。关键词：四旋翼飞行器；油动力系统；参数匹配；活塞发动机中图分类号：V234文献标志码：Adoi：10．3969佴issn．2095—1248．2015．06．005ParametermatchingfIorpropulsionsystemofpistonpoweredquadrotorKANGGui—wenl一，LIZheng-ha03(1．GeneralAviationKeyLab

3、oratory，ShenyallgAemspaceUniVersity，Shenyang110136，China；2．LiaoIlingGeneralAViationAcademy，Shenyang110136，China；3．FacultyofAemspaceEngineering，ShenyangAemspaceUniversity，Shenyang110136，Cmna)Abstract：BasedonthepistonpoweredquadmtordeVelopedbyLiaoningGeneralAViati

4、onAcademy，t11eaumorsintroducedmequadrotor’spropulsionsystem7sbasic1ayoutandparametermatchingprinciple．ThecoITespondir培nle山0dfbrparaI】【】eter111atcmngaIldperfb衄锄ceVedficationwasalsoproposedThequadrotorproVesitsfeasibil时讯}mmeaspectsoft11esystem7sm2LsssⅡuc眦，ni曲tpe怕珊

5、∞ceaIldV撕ousapphc撕ons．KeywOrds：rotorcraft；pistonpoweredpropulsionsystem；parametermatching；pistonengine四旋翼飞行器以其独特的飞行特点和优越的性能，在军用和民用的航空作业中都有广泛的应用。早在1907年，由Breguet—mchet发明的世界第一架四旋翼飞行器“GyroplaneNo．1”升上了天空¨。2』。四旋翼飞行器依靠螺旋桨产生的升力与力矩来实现稳定的悬停和精确的飞行‘3。4一，飞行姿态灵活且易于控制，优异的悬停能

6、力使其能在有限的空间垂直起降并进行作业。5o。通过内环控制和外环控制，做出相应的飞行动作和定点航线飞行，完成相应的任务帕。7J。旋翼机已经在重大自然灾害评估、抢险救援、环境保护、电力巡线、航空测绘，通信中继、农业施肥和病虫防治、警用和军用任务等领域发挥了重要作用旧‘9J。相比电动旋翼飞行器，油动旋翼飞行器的结构更加复杂，但有效载荷和飞行时间都有很大提升。根据工况和整体设计要求，对旋翼机动力系统提出参数匹配的方法。1机身整体设计本文设计的油动四旋翼飞行器主要是作为一个可以垂直起降的平台，搭载货物或实施作业的收稿日期：20

7、15—05—12作者简介：康桂文(1972一)，男，辽宁义县人，副教授，博士，主要研究方向：活塞式航空发动机设计理论及方法，E—mail：ka

8、lggw@126．com。第6期康桂文，等：油动四旋翼飞行器动力系统的参数匹配45工具。为了满足这些要求，设计飞行器的相关参数要求如表1所示：表l油动四旋翼飞行器设计参数要求参数数值最大起飞重量／kg有效载重重量／蚝滞留时间／h巡航高度／m巡航速度／(kII∥h)轴距／m正常工作温度／℃为了提高载重量、增大悬停时间，在保证强度和稳定性的前提下，尽可能地减小油动四旋翼飞行器的自身

9、重量，飞行器整体结构主要分为4个部分。1)主机身：主体机身设计在整个四旋翼飞行器的机体中央部分，由一块固定板，两块支撑板作为框架结构，所有材料全部采用轻质铝合金，主体结构框架的四个顶端有突出的圆柱，目的是为了更加牢固地支撑旋翼飞行器的四个旋翼臂。2)旋翼臂：旋翼臂与主体连接处添加了聚氨酯，对旋翼机振动起到缓冲的作用，动力源的改变使