摘要：复合式高速无人直升机主要具有旋翼、机翼、螺旋桨、机身和平/垂尾等气动部件。各个部件之间的气动干扰复杂且会随前飞速度强烈、快速地变化,必须根据前飞速度修正飞行动力学模型参数,以获得较高的模型置信度;同时,必须根据前飞速度调整飞行控制策略,动态实现整个速度包线稳定可控飞行。为此,建立了复合式高速无人直升机飞行动力学机理模型,利用全机组合风洞配平试验数据进行了模型修正,有效提高了数学模型置信度;在配平点处,将非线性动力学模型线性化,获得了开环本体动力学特性随前飞速度的演化规律,并评估了控制增稳系统对闭环操稳性能的改善效果;在经典控制架构基础上,针对复合式高速无人直升机的升力、推力和偏航复合特性,设计了前馈补偿、回路加权和控制分配策略,并开展了仿真和试飞验证。研究结果表明:所建立的非线性动力学模型具有较高置信度,数学模型配平结果与风洞试验配平试验结果一致性较好;高/低阶线性模型的特征根分布规律基本一致,操纵响应历程与非线性动力学模型吻合较好;速度包线范围内升力、推力、航向复合飞行控制策略的有效性通过了飞行仿真检验;成功开展了国内首款300 kg级复合式高速无人直升机原理样机试飞,验证了悬停和小速度状态下的飞行控制策略有效性。

摘要：对常规旋翼构型复合式高速直升机的发展概况及关键技术进行了综述。首先,结合常规旋翼构型复合式高速直升机的布局型式及操纵方式,介绍了该构型复合式直升机的一般概念。然后,根据常规旋翼构型复合式高速直升机的前飞动力结构特点,将其分为三种类型,并分别对不同类型复合式直升机的布局型式及其发展概况进行了梳理。在此基础上,针对目前该构型高速直升机所面临的问题,总结了该构型直升机的总体布局设计与优化、过渡模态操纵分配设计等关键技术。最后,结合国内外高速直升机的发展趋势,以及该构型高速直升机的特点,分析了常规旋翼构型复合式高速直升机的发展前景,并对其在我国的发展提出了初步建议。

摘要：复合式常规旋翼高速直升机是国内外高速直升机重点发展的几种构型之一。本文首先简要介绍了某300kg复合式常规旋翼高速直升机的机身气动布局形式,针对该机设计并加工了1∶1.5机身风洞试验模型,在4m×3m风洞开展了机身气动特性风洞试验。通过对比不同机身部件组合状态在不同迎角、侧滑角条件下的气动力及纵横向气动导数,获得了全机及各部件气动性能。根据风洞试验结果,结合已建立的旋翼气动力模型和螺旋桨气动力模型,建立了全机飞行力学模型,并分析了不同飞行速度下全机的静稳定性,验证了该复合式高速直升机具有合理的机身气动布局,研究结果可为复合式常规旋翼高速直升机的进一步发展提供参考。