摘要：静稳定的固定翼飞机纵向稳定性与飞行性能对飞机布局的要求往往相矛盾,这个矛盾对飞翼布局飞机的影响尤其显著,这导致飞翼布局的飞行性能一定程度上被降低。针对这个问题,提出了采用螺旋桨动力参与纵向配平的飞翼布局无人机。提出的飞翼布局无人机使用正弯度翼型改善升阻特性,利用外洗和螺旋桨动力实现无人机纵向配平。利用CMARC面元法和粘性阻力修正进行气动力计算和稳定性分析,在失速范围内,其计算结果与风洞实验结果吻合较好。研究了动力系统螺旋桨和电机的匹配,同时考虑到不同任务段功率需求不同,建立了动力系统效率计算模型并融入到总体设计中。基于遗传算法对有无动力配平的飞翼布局无人机总体参数进行了优化,优化结果表明:采用螺旋桨动力配平可以部分地替代升降副翼进行纵向配平,一方面提升了无人机最大可用升力系数,增大了无人机翼载荷,在保持翼展固定的条件下增大了无人机展弦比,另一方面减小采用正弯度翼型飞翼布局无人机的后掠角和外洗,改善无人机展向升力分布,二者共同作用下提高无人机升阻比,提升了无人机的航时。最后探讨了总体参数对螺旋桨动力配平布局无人机性能的影响,为此类无人机设计提供了一定的指导意义。

摘要：针对常规坐地起降飞机动力系统无法兼顾悬停效率和平飞效率、大的方向舵和副翼导致阻力和结构重量增加、近地面悬停时反弹气流导致飞机无法精准操纵等问题,设计了一种小型电动力四旋翼坐地起降无人机,采用四旋翼实现悬停飞行。飞机平飞时只需一个针对平飞状态优化的螺旋桨提供推力,并利用动力配平改善平飞飞行性能。建立了气动力计算模型、推进系统计算模型和全机重量计算模型;并对螺旋桨、电机以及动力系统匹配进行了优化设计;针对提出的四旋翼坐地起降布局和常规布局坐地起降无人机开展了对比计算。结果表明,四旋翼坐地起降无人机比常规坐地起降无人机具有更好的飞行性能。