一种倾转四旋翼无人机气动特性研究 &nbsh1; 一种倾转四旋翼无人机气动特性研究 伍咏成,陈自力，季近健 (1.陆军工程大学石家庄校区，石家庄 050003；2.中国人民解放军66336部队，河北 保定 074000) 倾转四旋翼无人机是把固定翼无人机与四旋翼无人机的特点结合起来的一种新型无人机。它既可以像四旋翼无人机一样垂直起降与悬停，也可以像固定翼无人机一样拥有较快的巡航速度以及较长的航程[1]...
伍咏成,陈自力，季近健
(1.陆军工程大学石家庄校区，石家庄 050003；2.中国人民解放军66336部队，河北 保定 074000)
倾转四旋翼无人机是把固定翼无人机与四旋翼无人机的特点结合起来的一种新型无人机。它既可以像四旋翼无人机一样垂直起降与悬停，也可以像固定翼无人机一样拥有较快的巡航速度以及较长的航程[1]，相对于倾转双旋翼无人机，它具有更强的运载能力以及更快的飞行速度。
由于倾转四旋翼无人机同时存在旋翼和机翼两种升力装置，且二者之间存在气动干扰，这使得该种无人机的气动特性较为复杂。当前针对无人机的气动特性研究主要有实验研究和数值模拟两大类方法。实验研究多采用风洞的方法来分析气动特性，但这种方法需要建立专门的实验室，具有成本高、实验周期长的缺点，多用于战斗机、客机的设计和制造等工业过程中。
随着数值计算理论的发展和计算机性能的提升，计算流体力学(CFD)方法逐渐成为无人机气动特性研究的重要方法[2-4]。CFD方法利用数值计算方法的理论，通过计算机计算，得到流体控制方程的近似解，极大地节省了实验成本以及科研工作者的时间。
目前对于倾转旋翼机的气动分析主要以倾转双旋翼机为研究对象进行分析[5-7]，而对于倾转四旋翼无人机的气动分析研究成果还比较少。本研究以一种X型架构的倾转四旋翼无人机为研究对象，用CFD方法进行数值模拟，分析了该种无人机的升力特性。针对垂直模式和过渡模式两种飞行模式，分析了旋翼对机翼的气动作用影响，为倾转四旋翼无人机的设计和控制理论研究提供了借鉴和参考。
本文研究的倾转四旋翼无人机采用前翼加后翼的两副机翼来为无人机提供气动升力，在机翼的翼展末端，挂有可以倾转的旋翼短舱。基于以上设计，利用Solidworks绘制了无人机的三维物理模型，如图1所示。
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