涵道式垂直起降固定翼无人机纵向稳定性研究

王春阳, 周洲, 王睿, 王科雷

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安 710072)

涵道式垂直起降固定翼无人机是一种复合型无人机，它既有直升机的垂直起降、空中悬停、低空低速飞行性能，又有固定翼飞机的高度巡航性能，它兼具了直升机和固定翼飞机的优点，是无人机发展的一个方向。它优异的性能和良好的经济性在军事领域和民用领域都有重要作用，具有广阔的发展前景[1]。

涵道式垂直起降无人机有3种飞行状态：起降悬停状态、水平飞行状态和过渡飞行状态。为了满足垂直起降和水平飞行，又能在两者之间进行过渡飞行的要求，其自身过渡的稳定性问题就必须解决。由于过渡过程中飞行器构型不断变化，为实现平稳过渡，各种动力单元共同参与，此时必须考虑过渡转换过程中合理的动力分配、合理的速度范围，保证无人机升力满足飞行需求，以及过渡过程中动力单元和飞行姿态是连续变化的，因此过渡飞行状态是垂直起降无人机最复杂的飞行状态。为保证过渡飞行安全就必须确定飞机的过渡飞行走廊和飞行稳定性，使得飞行器在过渡走廊内安全过渡飞行。此外，建立这种涵道式飞行器动力部件的数学模型和整机的动力学模型时，如何准确地描述其过渡飞行运动，也是该类飞行器研究的重点。

涵道式飞行器有着特殊的构型，由于设计方案普遍动力配置充足，在过渡稳定性方面有较少的研究。在垂直起降方面，诸多学者进行了研究，包括气动特性计算、动力学建模、飞行性能等方面。……