一种微型无人直升机旋翼操纵机构

微型无人直升机的体积小 ,载重量轻 ,其旋翼操纵机构在原理上与传统的有人直升机和无人直升机有一定的不同。本文论述了一种利用惯性力的作用和材料的弹性性能 ,达到对旋翼的操纵目的的微型无人驾驶直升机旋翼操纵机构。该机构对电机驱动力矩的变化反应灵敏 ,能够满足控制微型无人直升机各种飞行模态的需要 ,同时具有结构简单 ,重量轻巧 ,体积小 ,加工方便的特点     

一类无人直升机的旋翼操纵机构的分析

基于目前应用极为广泛一类无人直升机,论述了它的旋翼操纵机构,特别是对它的主旋翼和稳定杆的动力学特性进行了详尽描述,通过对它们的动力特性分析为以后建立无人直升机的六自由度运动方程打下了基础。     

共轴式直升机双旋翼系统的多体动力学模型

建立了共轴式直升机双旋翼系统结构的多体动力学模型,该细节模型包括旋翼轴内轴与外轴、桨毂、双旋翼、操纵杆、自动倾斜器、驱动器和固定支架等所有关键部件,经过分析计算,得到了关键部件与旋翼系统结构运动耦合的的动力学特性.与台架运转振动测试的结果进行对比发现,误差基本都在5％以内,验证了这种基于多体动力学的分析方法在共轴式直升机复杂系统结构动力学设计中应用的可行性.     

无人驾驶直升机旋翼操纵机构的设计

介绍了某型无人驾驶直升机主旋翼操纵机构的设计思想、主要特点及其主要部件的设计方法.经某型无人驾驶直升机装机使用近两年,证明操纵机构设计合理,完全满足使用要求.     

一种基于直升机共轴双旋翼的搅拌结构研究

针对现有的单方向旋转搅拌结构存在效率较低等问题，设计并提出了一种基于直升机共轴双旋翼完成双向旋转搅拌结构，分析了结构的运动机理。利用ANSYS Fluent流体仿真软件对搅拌结构进行了运动仿真分析，结果表明：无来流影响时，升力最大可以提升83%左右，且具有良好的稳定性；当双旋翼提供与单旋翼相同的流速和升力时，双旋翼的转速明显更低，在一定程度上降低噪声，该结构完全实现了共轴双向旋转的效果，为家用及工业用等多种搅拌结构领域的整体升级提出了新的方案。     

共轴双旋翼系统的气动特性分析及试验

基于动量叶素理论明确了旋翼的入流分布情况,建立了适用于共轴双旋翼的气动计算模型,通过所研制的气动试验平台对共轴双旋翼的气动特性(拉力、扭矩及功耗)进行了测试,着重分析了悬停状态下旋翼转速及间距的变化对系统气动性能的影响,探索最优的气动布局。实验结果表明:共轴双旋翼系统中旋翼间距的变化对总拉力的影响并不显著,但是下旋翼产生的拉力明显小于上旋翼,系统中下旋翼仅提供了43.8%～45.1%的拉力,适当增大下旋翼桨距和扭转角等参数有助于提高系统的整体性能;下旋翼的存在极大抑制上旋翼尾流的收缩,上旋翼尾流收缩的实际边界面积比理想边界增加了15%左右;当双桨间距为0.40R时,下旋翼产生的拉力最大,系统净扭矩最小,气动布局最优。     

共轴双旋翼气动特性数值仿真研究

对悬停和前飞状态下共轴双旋翼的气动特性开展数值仿真研究。首先,分别对悬停状态的旋翼标模和前飞状态的试验模型计算旋翼拉力系数,数值仿真结果与试验结果符合良好。然后,基于多重参考系法建立共轴双旋翼CFD数值模型,分析共轴双旋翼上、下旋翼气动特性变化规律。结果表明,悬停状态下,共轴双旋翼每个旋翼的拉力系数均低于单旋翼拉力系数,本文算例中,双旋翼/单旋翼拉力比可达1.844,且随转速增加而降低。前飞状态下,从避免风车效应的角度考虑,共轴双旋翼优于单旋翼,旋翼间距近的共轴双旋翼优于旋翼间距远的共轴双旋翼。     

四旋翼无人飞行器驱动系统设计与性能测试

针对动四旋翼无人飞行器的高动态、高效率驱动问题,对四旋翼无人飞行器驱动系统的硬件设计、动态模型、能量效率等方面进行了研究,提出了一种基于ATmega88微控制器及I2C总线技术的多旋翼飞行器驱动系统,利用升力测试平台对驱动系统的动态性能与能量效率进行了测试,通过系统辨识实验建立了PWM-旋翼升力动态模型,并分析了供电电压对模型参数和系统效率的影响。实验结果表明,该驱动系统带宽大于10 rad/s,且在每个旋翼300克升力输出时效率高达9 g/W,完全满足四旋翼无人飞行器的设计需要。     

斜铰旋翼操纵力矩生成研究

为了对无人旋翼飞行器使用的斜铰旋翼进行深入研究,提出基于旋翼转角反馈的转速调节规律和基于滞后角的操纵力矩方向控制方法,仿真结果表明斜铰旋翼按该转速调节规律运行能够形成可自由调节的操纵力矩.考虑斜铰旋翼在实际应用中可能出现的转速变化,将其作为仿真输入,仿真结果表明斜铰旋翼能够快速响应转速变化,且当前工作状态对于斜铰旋翼后续运行影响较小,能够满足使用需求.     

斜铰旋翼操纵力矩生成研究

为了对无人旋翼飞行器使用的斜铰旋翼进行深入研究,提出基于旋翼转角反馈的转速调节规律和基于滞后角的操纵力矩方向控制方法,仿真结果表明斜铰旋翼按该转速调节规律运行能够形成可自由调节的操纵力矩.考虑斜铰旋翼在实际应用中可能出现的转速变化,将其作为仿真输入,仿真结果表明斜铰旋翼能够快速响应转速变化,且当前工作状态对于斜铰旋翼后续运行影响较小,能够满足使用需求.