六旋翼无人机的飞行力学建模研究

辛冀, 董圣华, 刘毅, 陈仁良

(1.中航工业直升机设计研究所 总体气动室, 江西 景德镇 333001;2.南京航空航天大学 航空宇航学院, 江苏 南京 210016)



六旋翼无人机的飞行力学建模研究

辛冀1, 董圣华1, 刘毅1, 陈仁良2

(1.中航工业直升机设计研究所 总体气动室, 江西 景德镇 333001;2.南京航空航天大学 航空宇航学院, 江苏 南京 210016)

为开展六旋翼无人机的全机飞行力学建模研究,针对六旋翼无人机的前飞和非定常飞行要求,引入了动量叶素理论和动态入流理论对旋翼气动力进行分析。根据无人机的变转速控制方式,增加了旋翼转速变化对机身运动的影响项,推导了使六旋翼总需用功率最小的拉力分配优化方法,建立了六旋翼无人机的飞行力学模型。气动力计算结果表明,新建立的旋翼气动力计算方法精度高于现有的比例系数法。

六旋翼; 无人机; 飞行力学模型; 飞行模态

0 引言

六旋翼无人机将6个旋翼布置在一个六边形的顶点位置上,采用6个旋翼的拉力作操纵力。6个旋翼的旋转方向不同,通过改变旋翼转速来改变无人机的姿态和位置。六旋翼无人机具有两个冗余的操纵量,当遇到强外力干扰或部分旋翼受损时仍具有良好的稳定性和安全性,更适合在危险和恶劣的环境下工作。

目前国内的六旋翼无人机产品还不多,理论研究也刚刚起步,主要是对相应的飞控系统开展研究[1-3]。在六旋翼无人机飞行力学建模中还很少考虑自由来流和非定常飞行对旋翼气动力的影响[4-6],建模精度低,适用范围窄。……