一种新型氦气球无人机的设计研究

黄俊华 田壮

摘 要：随着无人机技术的快速发展，当前无人机已经广泛应用于监控、测绘、喷洒等各个方面，但一般的旋翼无人机的续航能力较差，针对该问题，本文研究设计了一种新型氦气球无人机，阐述了该无人机的结构特点与工作过程，具体分析了氦气球无人机的垂直起飞模式、水平飞行模式和前进中上升模式，为无人机的创新使用提供了新思路。

关键词：氦气球;无人机;滞空飞行

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.097

0 引言

当前，我国社会经济水平快速提升，科学技术不断创新发展，无人机的技术水平得到了有效提升，并广泛应用于不同行业和领域中，采用无人机进行空中监控、测绘已经较为普及，但无人机飞行时间较短，以大疆无人机为例，“悟”系列的无人机飞行时间只有十至二十分钟，无法满足长时间监控、测绘的工作需要。因此，本文研究设计了一种新型氦气球无人机，用氦气球平衡无人机的重力，延长了无人机的滞空时间，以期解决现有无人机滞空时间短的问题。

1 氦气球无人机结构设计

本文设计的氦气球无人机由无人机和氦气球两部分组成，氦气球设置在无人机的框架顶部，框架上设置有三组螺旋桨组件，三组螺旋桨组件的质心连线构成等边三角形，分布在等边三角形两底角处的第二组螺旋桨组件和第三组螺旋桨组件呈镜面对称设置，第二组螺旋桨组件和第三组螺旋桨组件分别通过对应的电机角度控制舵机设置在框架尾部，位于等边三角形顶角处的第一组螺旋桨组件的转轴垂直于框架顶平面。……