摘要：通过数值模拟的方法对十字构型倾转四旋翼UAV在倾转过渡状态下前旋翼/机身/后旋翼间的气动干扰进行了计算与分析。分别建立了孤立前旋翼、前后旋翼、前旋翼-机身、前后旋翼-机身组合时的计算模型。在不同旋翼倾转角下,研究了以上组合模型对前旋翼、后旋翼以及机身的气动力和力矩的影响并分析了相互间的气动干扰情况,得出了前旋翼是整机气动干扰影响的主导因素,揭示了旋翼/机身间气动干扰形成的原因,为该构型旋翼布置与控制系统的设计提供参考。

摘要：针对跨介质飞行器研究领域目前存在的任务负载小以及近水面介质属性强非线性变化导致的推力损失问题,设计了一种倾转四旋翼跨介质飞行器构型,具有较大的起飞负载,并建立了倾转四旋翼跨介质飞行器近水面静力学模型;在控制策略上,设计了水面垂直起飞流程以及切换控制策略,等效提高了跨介质飞行器近水面推重比,并进一步增强了倾转四旋翼跨介质飞行器起飞过程的稳定性,最后进行实验验证。结果表明,设计的水面垂直起飞流程及切换控制策略,可以实现大负载下倾转四旋翼跨介质飞行器的水面垂直起飞过程。

摘要：针对倾转四旋翼飞行器,采用计算流体力学(computational fluid dynamic,CFD)方法建立了其倾转过渡状态的全机数值计算模型,可用于其气动特性的计算与分析。首先,基于动量源方法建立旋翼气动分析模型,对孤立旋翼进行气动计算并与实验结果进行对比,验证动量源方法的有效性;然后,建立全机的气动干扰数值计算模型,其中使用动量源代替旋翼并划分结构网格,对机身/机翼/短舱则采用非结构化网格进行划分;最后,分析该倾转四旋翼飞行器倾转过渡状态下旋翼与机翼的气动干扰特性,得到旋翼/机翼的气动干扰规律,可以支撑飞行器总体设计。

摘要：针对常规四旋翼飞行器由于欠驱动而引起的耦合问题,设计了旋翼可绕臂进行单轴倾转的过驱动系统,并提出了新的旋翼转向方案。对该倾转四旋翼飞行器进行了六自由度动力学建模,且重点研究了零姿态角改变位移和零位移改变姿态角两种特征运动模态。设计了反步控制器,并在Simulink中对两种运动状态进行仿真,结果表明该倾转四旋翼飞行器能够有效实现位姿解耦,具备更好的运动性能。最后,将反步控制和PID控制结果对比,结果表明反步控制器拥有更稳定的性能。