小型無人傾轉旋翼機全模式飛行操縱控制

聞凱+趙彬宇

摘 要：文章根據飛行特點和相關知識建立了傾轉旋翼機飛行的數學方程，通過模型確定了小型無人傾轉旋翼機在直升、傾轉和飛行模式下的通道操縱量和飛行姿態，得出了小型無人機各種狀態下的飛行策略。

關鍵詞：傾轉旋翼機；配平；解耦控制

2.2 傾轉模式飛行

在對小型無人傾轉旋翼機在傾轉模式下進行配平時，傾角In 從0°變化到90°，前飛速度為16～25m/s，為了抵消槳葉有效迎角減小引起的推力足足問題，應增大槳葉的安裝角即增加總距的操縱。前飛速度增大升降舵偏角也會隨著增大，在飛機進入傾轉后期時，縱向周期變距明顯減弱。根據實驗結果計算得機翼安裝傾角為3°～5°時，傾轉過渡模式可以較為順利的過渡。

2.3 飛機模式飛行

在對小型無人傾轉旋翼機在傾轉模式下對應圖3中25～35m/s。隨著前飛速度增大，無人機的機身重力與升力互相平衡飛機平穩向前飛行。飛行的動力由旋翼提供，由于速度不斷增加所以總距操縱也相應增加。

圖3中俯仰角隨隨飛速度增加而逐漸減小情況對應，與實際飛機固定翼飛機的飛行特性相吻合，均具有固定翼飛機的飛行特性。

2.4 全模式飛行

對試驗所用小型無人機進行各個飛行模式的試飛試驗，同時對傾轉旋翼機的轉換走廊進行研究。小型傾轉旋翼機在直升機模式下垂直起飛，協調操縱總距和縱向周期變距是飛機模型進入傾轉模式，通過旋翼和水平安定面相互協調操縱保持模型的平衡；主要由旋翼和水平安定面相互協調操縱，同時根據前飛速度對短艙的傾角進行調整；傾角In=90°時模型進入飛機模式飛行，此時模型機翼提供的升力與其重力相互平衡，前進速度由旋翼提供。

3 實際模型設計

最終的實際模型在經歷數次試驗后經由Solidworks軟件進行建模并轉換為平面切割圖紙后終于制作完成。

由于兩軸模式對重心的要求極高，為了適應多種機型重心不同的情況，可選擇在尾部安置類似直升機鎖尾的變距結構，配套的動力應較主動力小一級別，這樣即使重心出現偏差，也可以最大程度上修正平衡。

參考文獻

[1]軍用旋翼飛行器駕駛品質要求.美國陸軍航空設計標準性能規范.ADS-33E-PRF[Z].南京航空航天大學（譯），2002.