基于常規氣動布局無人機設計優化

陳文會 呂羿良 李勇霖 喬治 林涌鑫 吳德煒

現如今對“低慢小”型無人機的主流氣動布局為多旋翼布局，也有少數選擇旋翼布局等。但多旋翼無人機的載重能力、飛行速度、續航半徑、安全性以及能源利用率普遍偏低。其在出現例如單發失效等特殊險情下，多旋翼無人機的可控性幾乎為零。旋翼布局無人機在遇到強氣流的影響時其安全性能會明顯下降。本文采用的常規布局固定翼無人機則在特種飛行、續航時間、能源利用率等問題上有明顯優勢。

固定翼無人機相比較多旋翼無人機具有著例如小推重比、滑翔性能、可控性能等有著不可磨滅的先天優勢。常規布局無人機最小推重比普遍低于旋翼無人機與多旋翼無人機，同時固定翼無人機的續航半徑、滯空時間、任務半徑等，普遍高于多旋翼無人機。

固定翼無人機但也具有著起飛不便、控制難度過大以及其轉向半徑較大等缺陷。本文通過對常規布局固定翼無人機進行優化設計，飛行控制方式進行優化處理，以及其機械結構的優化與材料加工工藝等方面進行重新設計，對重量與結構進行嚴格要求。

一、設計思路及方法

常規布局無人機是目前最為成熟的固定翼飛行器氣動布局，其在航空理論領域有著最為完整的知識體系，同時在各大航空器上，該氣動布局被廣泛應用。但其相較于其它氣動布局飛行器的飛行阻力偏大，同時常規布局飛行器的機動布局普遍偏低。……