垂直起降固定翼无人机研究
垂直起降固定翼无人机研究报告
垂直起降固定翼无人机研究报告垂直起降固定翼无人机（Vertical Takeoff and Landing, VTOL）是一种具有垂直起降能力的固定翼无人机。
相比传统的固定翼无人机，垂直起降固定翼无人机具有更高的灵活性和多样性。
本文将对垂直起降固定翼无人机的研究进行探讨。
首先，垂直起降固定翼无人机的研究在军事领域有着广泛的应用。
由于其独特的起降方式，垂直起降固定翼无人机能够在狭小的空间内进行起降，比如在舰船上或者城市中心。
这使得垂直起降固定翼无人机成为一种重要的情报侦察和目标打击工具。
其次，垂直起降固定翼无人机的研究也在民用领域得到广泛应用。
例如，在无人货运方面，垂直起降固定翼无人机能够在城市中心等人口密集区域进行货运，减少了交通压力和环境污染。
此外，垂直起降固定翼无人机还可用于搜救、农业作业和航拍等领域，提供了更多的选择和解决方案。
垂直起降固定翼无人机的研究面临着一些挑战。
首先，由于垂直起降需要额外的动力和控制系统，这增加了无人机的复杂性和成本。
其次，垂直起降固定翼无人机在空中飞行时需要保持平衡，这对控制系统的精度和稳定性提出了更高的要求。
此外，垂直起降固定翼无人机的垂直起降能力通常意味着减少了飞行时间和有效载荷。
为了解决这些挑战，研究人员采取了许多措施。
首先，他们不断改进垂直起降系统，减少额外动力系统所占用的空间和重量。
其次，他们通过改进飞行控制算法和传感器技术来提高垂直起降固定翼无人机的飞行稳定性和精度。
此外，他们还在电池和动力系统上进行了大量研究，以提高垂直起降固定翼无人机的续航时间和有效载荷。
总而言之，垂直起降固定翼无人机是一种具有广泛应用潜力的无人机。
无论是在军事还是民用领域，垂直起降固定翼无人机都能够提供更高的灵活性和多样性。
尽管研究人员仍然面临一些挑战，但通过持续的研究和创新，垂直起降固定翼无人机有望在未来取得更多的突破。
一种垂直起降固定翼无人机及起降方法[发明专利]
![一种垂直起降固定翼无人机及起降方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a9afbf1b905f804d2b160b4e767f5acfa1c783f0.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011555764.9(22)申请日 2020.12.24(71)申请人 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所地址 710089 陕西省西安市阎良区人民东路1号(72)发明人 王钟毓 马坤 付强 李高胜 樊振凯 (74)专利代理机构 中国航空专利中心 11008代理人 杜永保(51)Int.Cl.B64C 29/00(2006.01)B64C 39/02(2006.01)B64D 27/02(2006.01)(54)发明名称一种垂直起降固定翼无人机及起降方法(57)摘要本发明公开了一种垂直起降固定翼无人机，包括旋翼、机身、机翼和尾翼；旋翼设在机身的前端；机翼有2个，安装在机身前段的两边；尾翼有3个，采用Y字形三翼面间隔120°布局形式设在机身的尾部；机身包括机身前段和机身后段，机身后段包括三个可分离机身段，三个可分离机身段分别与机身前段轴连，三个可分离机身段各为机身后段的120°部分，由控制系统控制三个可分离机身段张开或收拢，张开后的三个可分离机身段形成三角支架，收拢后的三个可分离机身段形成机身后段。
本发明的无人机具有旋翼机的垂直起降不受地形影响的功能，同时具有固定翼无人机长航时、高负载的能力。
权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 112607012 A 2021.04.06C N 112607012A1.一种垂直起降固定翼无人机，其特征在于，包括旋翼(1)、机身(2)、机翼(3)和尾翼(4)；旋翼设在机身的前端；机翼(3)有2个，安装在机身(2)前段的两边；尾翼(4)有3个，采用Y字形三翼面间隔120°布局形式设在机身(2)的尾部；机身(2)包括机身前段(2‑1)和机身后段(2‑2)，机身后段(2‑2)包括三个可分离机身段，三个可分离机身段分别与机身前段(2‑1)轴连，三个可分离机身段各为机身后段(2‑2)的120°部分，由控制系统控制三个可分离机身段张开或收拢，张开后的三个可分离机身段形成三角支架，收拢后的三个可分离机身段形成机身后段(2‑2)。
推力矢量垂直起降无人机的设计、控制与验证
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2020年第22期·39·文章编号：2095－6835（2020）22－0039－02推力矢量垂直起降无人机的设计、控制与验证＊王志伟，赵思诺，高坚（中国计量大学机电工程学院，浙江杭州310002）摘要：目前，无人机在石油管道巡检、电力巡查、精准农业、消防火情监测等领域广泛应用。
基于推力矢量结构的垂直起降无人机可以提高工作效率，节省能源。
在垂直起降的基础上优化动力结构，用推力矢量装置代替传统的副翼来改变飞行器的姿态，从而提高飞行器的灵活性与稳定性，有效增加飞行器续航时间，并对飞行器性能进行测试与验证。
关键词：垂直起降；推力矢量；无人机；XFLR5仿真中图分类号：TP29文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2020.22.015垂直起降（VTOL ）飞行器主要指固定翼飞行器可以不用借助跑道而在原地就能垂直起飞和垂直降落，可以不用机场跑道即可进行工作。
结合多旋翼与固定翼飞行器设计思想，利用飞行器电机差速来控制飞行器的偏航姿态，利用矢量控制技术来控制飞行器俯仰及横滚姿态。
笔者们设计出推力矢量控制器来控制飞行器，即利用电机转动不同的角度使自身产生的推力方向发生改变，产生滚转力矩和俯仰力矩，从而控制飞行的姿态，由于推力直接作用于飞行器，使得飞行器姿态改变更灵活更迅速，也可更稳定地悬停与平飞。
1垂直起降无人机模型设计1.1翼型分析利用XFLR5进行不同翼型的动力曲线分析，如图1所示，对不同翼形的升阻比、升力特性、阻力特性曲线等进行分析。
图1利用XFLR5进行不同翼型的动力曲线分析图1中，①为升力系数随阻力系数变化曲线，②为升力系数随迎角大小变化曲线，③为升力系数随水平倾转角度大小变化曲线，⑤为力矩系数随迎角大小变化曲线，⑥为升阻比值随迎角大小变化曲线。
选取了ara-6%、brogginni-55509、cj-3406三种翼型进行分析对比。
混合动力VTOL垂直起降固定翼无人机行业深度研究报告
技术挑战
在保持动力系统可靠性的同时， 实现能量管理优化和减轻重量。
研发进展
采用新型电池技术、高效能量转 换装置、智能能量管理策略等措
施，提升混合动力系统性能。
自主导航与控制技术
自主导航与控制原理
利用GPS、惯性导航等传感器和先进 控制算法，实现无人机自主飞行和精 确制导。
技术挑战
研发进展
采用多传感器融合、深度学习等人工 智能技术，提升自主导航与控制性能 。
航电系统集成商
负责将传感器、导航系统、通信设备等航电设备进行集成和优化， 确保无人机各系统的协同工作。
下游应用领域及客户群体
军事领域
用于侦察、监视、通信中继等任 务，提高作战效率和安全性。
民用领域
应用于航拍、测绘、农业植保、物 流配送等领域，提高生产效率和便 捷性。
科研领域
用于气象观测、环境监测、地质勘 探等科学研究任务。
行业应用拓展
在军事、民用等领域具有广泛应用前景，如侦察、运输、救援等 。
投资回报预测及风险提示
市场规模增长
随着技术进步和应用拓展，混 合动力VTOL无人机市场规模将
持续扩大。
竞争格局变化
行业领先企业将逐步形成，但 市场仍存在较多初创企业和潜 在进入者。
技术风险
混合动力VTOL技术仍处于发展 阶段，存在技术不成熟、研发 失败等风险。
THANKS
感谢观看
政策法规风险
国内外政策法规对无人机行业 监管趋紧，可能影响行业发展
速度和方向。
企业并购重组动态关注
行业整合加速
随着市场竞争加剧，企业间并购重组将成为行业发展 的重要趋势。
产业链上下游合作
无人机企业与上下游企业合作，共同推动产业链整合 和优化。
垂直起降无人机总体方案分析及控制策略综合研究
（ 北京航空航天大学 航空科学与工程学院， 北京 １０８ ） ００３ 摘 要：垂直起降无人机是垂直起降技术和无人机的结合体。它既有直升机的垂直起降和悬停能力，又具有
固定翼飞机的速度快 、航程远的特点。同时 ，它还具备一般元人 机的基本特点 ，可满足执行特殊任务 的需要 。 因元 需考虑机载人员 的因素 ，垂直起降元人机可 以采用 的垂 直起 降和总体设计 方案更加灵 活 和多样。本 文在
ｐ ｂｌｉｓ ｓａｈ ｌ ｏ ｔｒ ｕ ｌ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｌｎ ａ ｇ ａ ａ ｉｔ ｓ ｓａｆ ｅ － ｉｇａｒｌｎ ． ａ ｉ ｔ ，ａ ｅｉ ｐｅ ，ｂ ｔ ｓ ｈｇ ｐ ｅ ｎ ｇ ｒｎ ｅｃ ｐ ｂｌ ｉ ，ａ ｘ ｄ ｗ ｎ ｉ ａ ｅ ｉｅ ｃ ａｏ ｏ ｉｅ ｉ ｐ Ａｌｏ ｓ ，ＶＴ － ＯＬ ＵＡＶｓｃ ｎ ｐ ｒ ｒ ｓ ｅ ｉｌ ｓｉｎ ｓａｃ ｍｍｏ Ｖ． ａ ｅｆ ｍ ｐ ｃａ ｓ ｓａ ｏ ｏ ｍｉ ｏ ｎ ＵＡ Ｂ ｃ ｕｅ ｏ ｏ ｍｅ ｎ ＵＡ ，ｄ ｓｇ ｏ ｓ ａｎｓａｓ ｃａｅ ｔ ｕ ｎ ｐｌｔ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｌｓ ｅ ａ ｓ ｆｎ ｎ ｉ Ｖｓ ｅｉｎ ｃ ｎ ｔ ｉｔ ｓｏ ｉｔｄｗｉ ｈ ｍａ ｉ ｓ ｎ ｍａ ｎ ｄ ｖ ｈｃｅ ｒ ｈ ｏ ｗ ｌ ｂ ｌ ｎ ｔｄ ｉ ｅｃ ｎ ｅ ｔａ ｅ ｉｎ ｐ ａｅｏ ＡＶｓａ ｄｔｅｅｏｅ，ｍｏｅｄ ｓ ｎ ｄ ｇｅ ｓｏ ｅ — ｉ ｅｅｉ ａｅ ｎ ｔ ｏ ｃ ｐｕ ｌ ｓｇ ｈ ｓ ｆＵ ｌ ｍｉ ｈ ｄ ｎ ｒｆｒ ｈ ｒ ｅ ｉ ｅ ｒｅ ｆ ｒｅ ｇ ｆ ｄ ｒ ｌ ｂ ｒｖｄ ｄ Ａ “ａｌ ｓ ｔｒｆ ｉｇ ｗ ｎ ｔ ｕ ｌｒｔｒ ｃ ｎ ｇ ｒｔ ｎ ｉ ｐｏ ｏ ｅ ｏ ｗｉ ｅｐ ｉｅ ． ａ ｌ ｏ ｔｉ ｉ ｅ ｙｎ － ｉｇｗｉ ｄ ａ－ｏｏ ” ｏ ｆ ｕ ａｉ ｓ ｒｐ ｓｄ，ｂ ｓｄ ｏ －ｔ ｌ ｈ ｉ ｏ ａ ｅ ｎ
HC-521垂直起降固定翼无人机技术规格书说明书
HC蜂巢航宇科技（北京）有限公司山东蜂巢航空科技有限公司H C/C081901-2020 HC-521垂直起降固定翼无人机技术规格书联系电话：010-836866102020年08月19日产品部整理发布版本版本修改日期责任人说明V1.02020.08.19陈晨系统编写HC-521技术规格书2020.12.04陈晨更换遥控器型号；确定了航空箱尺寸；修改了部分参数汇签编制人：编制日期：审核人：审核日期：批准人：批准日期：目录1主题内容和适用范围 (1)2HC-521垂直起降固定翼无人机系统概述 (1)2.1系统特点 (1)2.2典型应用领域 (2)3系统组成及技术指标 (2)3.1系统组成 (2)3.2系统技术指标 (4)4分系统设备技术指标及说明 (5)4.1飞行平台 (5)4.2动力装置 (6)4.3飞行控制系统 (6)4.4任务设备系统（选配） (7)4.4.1HHOP-V4倾斜摄影立体测绘相机错误！未定义书签。
4.4.2CAM-M20光电吊舱..............错误！未定义书签。
4.5通讯与数据链系统 (10)4.5.1选配：DL-10图数一体链路（1.5GHz） (10)4.6地面控制站及地面保障设备 (12)4.6.1遥控器 (12)4.6.2笔记本地面站(航测版标配) (13)4.6.3GCS-D01双屏移动式地面站（选配） (14)4.6.4充电器 (15)4.6.5集成便携箱 (17)4.6.6备品备件.................................错误！未定义书签。
4.7使用保管环境条件 (17)4.8系统典型使用过程 (18)4.9保障和服务 (19)4.9.1现场保障 (19)4.9.2基地保障 (19)4.10售后服务 (19)4.11培训和资料 (20)4.12系统配置清单 (21)1.主题内容和适用范围本技术规格书规定了HC-521无人机系统的技术状态、技术指标和检验验收方法，作为订货方和供货方签订合同、进行验收交付时的技术状态依据。
垂直起降固定翼无人机研究报告
垂直起降固定翼无人机研究报告垂直起降固定翼无人机是一种能够在垂直方向起降的固定翼飞行器。
它结合了直升机的垂直起降能力和固定翼飞机的长航程和高速飞行性能，具备了独特的优势。
本篇报告将就垂直起降固定翼无人机的技术原理、应用领域以及前景进行研究。
首先，垂直起降固定翼无人机的技术原理。
该飞行器通常由固定翼和垂直起降系统两部分组成。
固定翼部分主要负责飞行和巡航，通常使用常规的翼形和控制方式。
垂直起降系统通常由垂直升降发动机、倾转推力器或者其他垂直起降设备组成。
垂直起降无人机可以像直升机一样，从静止状态垂直起飞，并且具备固定翼飞机的远程巡航和高速飞行能力。
其次，垂直起降固定翼无人机的应用领域。
由于其独特的起降方式和多功能性，该类型无人机在军事、民用和商业领域都有广泛的应用前景。
在军事领域，垂直起降固定翼无人机可以用于侦察、监视、打击和后勤支援任务。
它们可以在短时间内从任何位置起飞，执行各种任务，并且能够在困难的地形和气候条件下操作。
在民用领域，垂直起降固定翼无人机可以用于物流运输、搜救、灾害监测和环境监测等任务。
在商业领域，垂直起降固定翼无人机可以用于快速递送、航拍摄像、物流配送等领域，具有巨大的市场潜力。
最后，垂直起降固定翼无人机的前景。
垂直起降固定翼无人机在航空领域中具有独特的优势，能够克服传统飞机和直升机的限制，具有更高的安全性和经济性。
随着无人机技术的不断发展和成熟，垂直起降固定翼无人机的性能将进一步提升，应用领域也会不断扩大。
尽管目前垂直起降固定翼无人机技术仍存在一些挑战，如飞行稳定性、垂直起降系统的可靠性和能源消耗等问题，但随着技术的不断进步和创新，这些问题将逐渐得到解决。
因此，垂直起降固定翼无人机有着广泛的发展前景。
综上所述，垂直起降固定翼无人机是一种具备垂直起降能力和固定翼飞行性能的飞行器。
它在各个领域都有广泛的应用前景，并且随着技术的发展和创新，其性能将进一步提升。
尽管目前还存在技术挑战，但相信这些问题将逐渐解决。
浅谈警用无人机技术应用与研究
报 刊 荟 萃科技纵横kejizongheng公安部近年来也开始加速普及和装备无人机用于巡视执法和反恐处突，极大提升了反应速度和办案效率。
新技术的使用不仅仅是社会生产活动的必然趋势，也是加强警方战斗力的根本保证。
本文主要论述无人机带给警方处置各类情况的积极作用和变化，提出在各类处警环境中的应用和解决方案。
一、影响出警速度的因素（一）交通堵塞和地形、天气因素举例而言，在10公里半径范围内出警，假设警用车辆在城镇道路交通系统中直线行进速度为40-70km/h，那么，警车赶到10公里案发点的时间要超过10分钟，如果在交通繁忙、堵塞、道路曲折的情况下，这个时间还要更久，而很多案发地点还在偏僻郊区，可能有山地、河流及不可预测的雨雪天气影响出警速度。
（二）报警人地址表述不详报警人很有可能因为情况危急、心里紧张、不熟悉所处环境而无法清晰说明案发地点，耽误出警和获救时间。
（三）警力不足、情况不一目前，我国警力和人口之比大约为万分之十一，而国际上警力和人口之比约万分之三十五左右，中国是一个警力非常薄弱的国家，然而，在缺乏足够警力的同时，出警频率却在升高，研究显示：案发后警察到达现场的时间少于3分钟，有30%的犯罪嫌疑人在现场或现场附近被抓获。
在5-10分钟时，现场抓获率就会下降到17.8%。
而中国的警力薄弱，在硬件设施上，很多地区也存在不足，面临更加严峻的出警问题。
（四）派出所分布不均作为公安机关的最基层组织，派出所的地理位置对人民警察的出警效率和服务能力至关重要，然而，由于地形地貌复杂和地处边远等不可抗拒的气候、地理环境、经济水平因素，派出所的分布和服务辐射范围也都有客观局限性。
二、警用无人机的优势和应用警方做出反应抵达犯罪现场的时间是提升办案效率的关键。
而出警时间受到距离、交通、地理、天气等空间环境因素影响和地面交通工具的局限，警用无人机的使用将能帮助警方有效解决这些问题。
在地面警力无法迅速抵达和反应的地区，无人直升机都能高速到达现场，执行对现场警情的侦查、拍摄、识别、跟踪和一定程度的犯罪慑阻、抓捕任务，同时也能高速到达现场遂行救助任务，比如空投急需的药物和补给、绳索和救生圈等，譬如天津公安特警总队研发的无人机机械臂对于在安检排爆任务中转移爆炸物的能力已经在公安部全国汇报演练中牛刀小试，颇有效果，引起多方关注。
垂直起降固定翼无人机发展趋势分析
创新论坛科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald232DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.22.232垂直起降固定翼无人机发展趋势分析①高洪波 苏周 张兆海(空军预警学院雷达士官学校 湖北武汉 430000)摘 要：无人机种类众多，各有特点。
如固定翼无人机、多旋翼无人机、无人直升机、扑翼机，各种机型层出不穷。
不同的机型，根据其自身特点，应用场合也略有不同。
而垂直起降固定翼作为其中重要的组成部分，其发展非常迅速。
本文概述了目前常见无人机类型及特点，介绍了垂直起降固定翼无人机的最新发展，阐述了该机型所拥有的优势以及未来的发展趋势，并从人类研发无人机的初衷出发，展望了无人机未来的发展。
希望可以为无人机的发展提供借鉴。
关键词：无人机 垂直起降 固定翼中图分类号：V221.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)08(a)-0232-02①作者简介：高洪波（1981—），男，汉族，江苏徐州人，本科，讲师，研究方向：无人机。
随着无人技术的不断发展，无人机在世界各国军民领域的研发和应用越来越广泛。
像我国自主品牌“大疆”无人机的应用已深入航拍、测绘、侦察、电力巡线等各个领域。
固定翼无人机以其空气动力学优势，相对载重更大，能耗更少，续航时间更长，可以实现长航时远距离任务需求，因此其应用领域更加广泛。
人类研发无人机的初衷是追求更加智能、便捷，不管是军用还是民用领域，永远都不会排斥使用方便、性能优越的无人机。
近些年，垂直起降固定翼无人机逐渐映入人们眼帘。
这种机型，融合了旋翼无人机对起降场地依赖小和固定翼无人机飞行效率高的优点。
1 无人机机型类别及特点无人机按照机型不同，目前常见类型主要包括固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机。
其中无人直升机和多旋翼无人机都是靠螺旋桨旋转产生升力，克服无人机自身重力实现飞行。
因此都属于旋翼机类型。
垂直起降固定翼无人机组成结构
垂直起降固定翼无人机组成结构
垂直起降固定翼无人机是一种具有高度灵活性和多用途性的飞
行器。
其独特的组成结构使其能够在狭小的空间中起降，并在空中以高速飞行。
该无人机通常由以下组成部分构成：
1. 机身：垂直起降固定翼无人机的机身通常由轻质材料如碳纤维、铝合金等制成。
机身内部装有电池、电机、传感器等关键部件，同时还具有良好的气动性能。
2. 翼面：翼面是垂直起降固定翼无人机的主要升力部件。
其结构一般为翼型、翼肋和翼桁的组合。
翼面采用高强度材料制成，例如玻璃纤维、碳纤维等。
在起降过程中，翼面能够实现垂直起降和悬停。
3. 垂直尾翼：垂直尾翼位于机身尾部，是控制飞机方向的关键部件。
垂直尾翼一般采用可调节桨叶或电动舵面进行控制。
4. 水平尾翼：水平尾翼位于翼面尾部，用于控制飞机俯仰运动。
水平尾翼一般采用可调节桨叶或电动舵面进行控制。
5. 起落架：垂直起降固定翼无人机的起落架通常包括两个可收放式轮子和一个降落伞。
在起飞和降落时，起落架能够提供良好的支撑和缓冲。
总之，垂直起降固定翼无人机的组成结构非常复杂，需要各个部件协同工作才能实现高度灵活性和多用途性。
未来随着技术的发展，无人机的组成结构将会变得更加复杂和多样化。
- 1 -。
垂直起降固定翼无人机研究
垂直起降固定翼无人机研究
近年来，垂直起降固定翼无人机(V/STOL Fixed wing UAV，以下简称VFWUAV)作为一种全新的飞行器已经开始受到广泛的关注，发展前景非常
广阔。
VFWUAV具有强大的飞行性能，可以执行航程远、空间灵活多变的
任务，受到了广泛关注。
本文结合最新的VFWUAV研究进展，从飞行性能、控制系统、载荷以及应用等方面对VFWUAV进行系统阐述和分析，以期为
该领域的研究和实际应用提供更多的参考和借鉴。
1）飞行性能
VFWUAV具有较高的飞行性能，可以实现起降和飞行过程的连续转换，具有低速飞行、自动起飞、自动着陆、自动稳定等能力。
目前，在VFWUAV的研究中，研究人员们主要侧重于提高VFWUAV的稳定性和耗能效率，以使其在实际应用中获得更好的表现。
针对不同型号的VFWUAV，研
究人员有众多的方法可供选择，例如：设计变形机翼、改变发动机的性能
参数以实现较高的巡航效率、使用垂直起降系统实现自动起降等。
2）控制系统
VFWUAV是一种复杂的无人机，凭借其强大的飞行性能和可靠的控制
系统，可以完成各种各样的任务，具有广泛的实际应用。
因此，VFWUAV
的控制系统至关重要。
垂直起降固定翼飞翼布局无人机过渡飞行纵向稳定性研究
定性 、 增加 了长周期 的 阻尼 的结论 。
关
键
词： 涵道 风扇 ， 固定翼 ， 直起 降 ， 导 气动 力 ， 渡飞行 ； 定性 垂 诱 过 稳
中图分类号 ：２ ２ Ｖ １
垂 直起 降 固定 翼 飞 翼布 局 无 人机 过渡 飞 行 纵 向 稳 定 性 研 究
祝 小平 王 睿 周 洲 ， ，
／． １西北工业大学 无人 机研究所 ， 西 西安 陕 ７０７ １０２
＼． ２西北工业大学 无人机特种技术国家级重点实验室， 陕西 西安
摘
要： 针对 由两个主 涵道风 扇和一 个前 涵道风 扇 组成 垂 直升 力部件 的 垂直 起 降 固定翼 飞翼 布局 无
系数； 是有效速度比， ＝￣ ｇ ｇ ／ ／ｆ 和ｇ分别 ｇ ， ｆ
为前 方 来流 和 涵 道 出 口的 动压 ； 为 涵道 风 扇 出 口
相对机身的角度 。 诱导阻力 Ａ Ｄ是 由于前 方来流经 过涵 道风 扇
后， 前进速度变为零 ， 这时的动量损失引起。其估算
公式 为
’
： Ｖ
ｆ ３
、
而诱 导俯 仰力 矩 Ａ 主要 由升 力分 布 的变 化 和 Ｍ
涵道人 口的阻力引起 ， 其表达式为
图 Ｉ 三涵道风扇无人机 布局示意图
布局 无人 机来 说 ， 由于涵 道对 机翼 、 身 的气 动 干扰 机 随飞 行 速度 和涵 道 喷 流速 度 变 化 较 大 Ｊ给 稳 定性 ，
具有垂直起降功能 的固定翼飞机 ， 既有直升机 垂直起降的优点 ， 又有 固定翼 飞机巡航速度高 的优 点 ， 未来 飞机 发 展 的 一 个 重 要 方 向。 国外 从 上 世 是
固旋翼无人机垂直起降阶段抗风特性及其影响因素
!!A'-+/&.+!?1IF25FEI5L06G0E5EN5 MB12F5)B)E01&5IJbG02FIEIFJB^52SMB1CL5FEB&06E0]5SIJJ0126012B1C (da[<)N7/FB2G1H0115205FB06L5NB&65(@A,Wd)2GFB1CEN5da[<(FI&5))#ENB)(0(5F(FI(I)5)0H5ENI2EI 01067-5EN5MB12F5)B)E01&5/0)52I1EN5 @A,Wd/) H0B1E0B1B1C)E0/B6BE7B1 MB127&I12BEBI1)Da0]B1C0EMB1S /IIH @A,Wd (aRS@A,Wd)(FI2G&E0)015^0H(65#ENB)(0(5F01067-5)EN5MB12F5)B)E01&5IJEN5aRS@A,Wd 012EN5B1J6G51&B1CJ0&EIF)G)B1CEN5(FI(I)52 H5ENI2DaN501067)B)F5)G6E)B12B&0E5EN0EEN5aRS@A,Wd N0) )EFI1CMB12F5)B)E01&5G125FEN5N502SMB12)BEG0EBI1012BEN0)(IIFMB12F5)B)E01&5G125FEN5&FI))MB12)BEG0S EBI1DaN5MB12F5)B)E01&5G125FEN5&FI))MB12)BEG0EBI1&01/5BH(FIL52/7B1&F50)B1CEN501C65IJ(FI(5665F2B)& IJEN5bG02FIEIF#5^E512B1CEN52B)E01&5/5EM551EN5B1)E0660EBI1(I)BEBI1IJEN5bG02FIEIF(FI(5665F2B)&012EN5 &51E5FIJCF0LBE7012I(EBHB-B1CEN5L5FEB&06E0B6DaN5J6BCNEE5)EL5FBJB5)EN5J50)B/B6BE7IJEN5(FI(I)52H5ENI2012 EN5&IFF5&E15))IJEN501067)B)F5)G6E)D
一种单发式太阳能垂直起降固定翼无人机[实用新型专利]
![一种单发式太阳能垂直起降固定翼无人机[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/4f5405326f1aff00bfd51e2a.png)
专利名称：一种单发式太阳能垂直起降固定翼无人机
专利类型：实用新型专利
发明人：周英杰,余兴锁,陈路遥,姚波,陈丽芹,鲁国斌,唐先泽,王楠,李繁喜,赵成俊
申请号：CN201920811551.4
申请日：20190531
公开号：CN211139664U
公开日：
20200731
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及种单发式太阳能垂直起降固定翼无人机，属于新型无人机技术领域。
本实用新型包括：柔性太阳板、垂直安定面、GPS定位导航仪、螺旋桨、电机、机翼、舵机、机身、巡航设备、舵机连杆、舵角、副翼连杆、垂直起降托板、副翼。
所述机翼水平安装在机身两侧，柔性太阳能板固定在机翼上表面，垂直安定面竖直安装在机翼上表面的中部，GPS定位导航仪固定在机身上，电机固定在机身的正前端，螺旋桨固定在电机上，舵机固定在机翼下表面的中部，巡航设备固定在机身下方的前端，舵角通过连杆与舵机连接，副翼通过副翼连杆与机翼连接，垂直起降托板固定在机翼的末端。
本实用新型巡航时间长，节能环保，可在有限的场地内实现垂直起降。
申请人：昆明理工大学
地址：650093 云南省昆明市五华区学府路253号
国籍：CN
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垂直起降固定翼无人机飞行原理
垂直起降固定翼无人机飞行原理垂直起降固定翼无人机，也被称为VTOL固定翼无人机，是一种具有跨越直升机和传统固定翼无人机两种飞行模式的航空器。
这种飞行器既能够在垂直方向起降，又可以在空中以高速飞行，具有灵活性和高效性的特点，因此在军事、工业、民用和科学研究领域都得到了广泛的应用。
下文将介绍垂直起降固定翼无人机的飞行原理、组成和应用场景。
一、飞行原理垂直起降固定翼无人机的飞行原理可以分为两个部分：一是起降阶段，二是巡航阶段。
1. 起降阶段在起降阶段，垂直起降固定翼无人机需要利用四个或者多个垂直起降发动机来实现飞行。
这些发动机分布在飞行器的四个角落，它们的喷气方向可以通过结构或者控制系统实现调节。
在起降过程中，这些垂直发动机向下喷气，产生向上的力，同时通过控制方向喷嘴的角度来控制飞行器的姿态，使它保持稳定的状态。
起飞过程中，垂直发动机功率最大，喷气方向最向下；降落时，垂直发动机功率减小，喷气方向向后倾斜，使飞行器缓慢下降并着陆。
2. 巡航阶段在巡航阶段，垂直起降固定翼无人机需要依靠一个或多个水平方向的主推进器来保持高速前进。
此时，垂直发动机被关闭，水平推进器控制飞行器的加速和减速，高空的空气动力学效应支持垂直起降固定翼无人机飞行。
由于垂直起降固定翼无人机的设计重心偏低，所以其在空气动力学效应下的滑翔比传统的固定翼无人机更高。
二、组成要素垂直起降固定翼无人机由以下几个部分组成：1. 机身：机身是垂直起降固定翼无人机最主要的组成部分，其形状和设计取决于不同的应用场景。
机身一般由复合材料或金属材料制成，具有轻便、坚固和可靠性的特点。
2. 翅膀：翅膀是固定翼无人机的重要组成部分，能够提供升力和稳定性。
垂直起降固定翼无人机的翅膀长度和形状大多数情况下是根据飞机巡航速度来决定的。
3. 发动机：垂直起降固定翼无人机需要使用多个垂直起降发动机和一个或多个水平方向的主推进器，以实现垂直起降和高速巡航。
4. 控制系统：垂直起降固定翼无人机所需的控制系统有很多种设计方案，但大多数采用了惯性导航、GPS、传感器和计算机技术，用于控制垂直发动机的功率、喷气方向和水平推进器的速度等。
垂直起降固定翼无人机研究报告
垂直起降固定翼无人机研究报告伴随人工智能、半导体、传感器等快速发展，无人机系统通过技术快速迭代，不断拓展能力和应用领域。
根据《无人机系统发展白皮书》预测，2019-2029年全球无人机系统将保持CAGR20%以上，10年内产值累计超过4000亿美元，而带动的产业配套拓展和创新服务市场则更加庞大。
1）无人机自问世以来，就拥有传统飞行器和大武器系统所不具备的快速迭代能力，进化出的适用场景不断拓展，逐步从军事专用拓展到民用领域。
随着无人机产业链趋于成熟，飞控与导航技术的快速发展，无人机具备了小型化、智能化、低成本的条件。
2014年消费级爆发式增长，形成了无人机军民两用格局。
2）无人机的使用需要无人机系统的支持。
技术方面，无人机系统正向多样化、智能化、通用化趋势发展。
军用方面，无人机系统将成为先进空中作战力量的主战装备和体系化、智能化作战的关键组成部分。
民用方面：广泛的应用为无人机系统发展提供了产业化基础和市场化活力。
垂直起降固定翼飞行器凭借独特的构型，是近年来无人机乃至有人机领域最具活力的细分赛道之一。
2020年垂直起降（VTOL）无人机加速军事化应用。
因不受起降场地限制，能适应航海、山地等复杂地形环境，美将垂直起降飞行器列为美军十大未来关键装备之首。
2020年，美空军发布“敏捷至上”项目，极力推进电动垂直起降eVTOL无人机军事化应用。
多家新兴eVTOL商企参与，目前Joby和Beta两家已经进入试飞阶段。
项目预计于2023年完成飞行器适航审定，2025年初具备规模化应用的水平，实现大规模采购。
2020年垂直起降（VTOL）无人机在工业级应用领域不断拓展，同时继续加速城市交通商业化发展。
1）工业级成为全球民用无人机增长新引擎，市场逐步由toC转向toB。
随着应用场景的不断拓展，预计2020年工业无人机市场规模将首次超过消费级无人机，成为全球民用无人机的主要市场。
根据Frost&Sullivan预测，2020-2024年全球工业无人机市场CAGR高达56.43%，成为全球民用市场增长新引擎，2024年全球民用市场规模将达4157.27亿元，而垂直起降（VTOL）无人机也是发展亮点之一。
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垂直起降固定翼无人机研究
垂直起降固定翼无人机是一种有效结合多旋翼无人机垂直起降能力和固定翼无人机高效巡航能力的无人机。
因其独特的起降-巡航性能,垂直起降固定翼无人机在军事侦察、边海防无人值守、战场态势获取等军事应用领域,及输油输电管线检测、复杂空域快速投送、航拍测绘等民用领域都具有极大的应用前景。
垂直起降固定翼无人机大致可分为复合倾转式,倾转旋翼式,动力复合式及尾座式四类。
当前对垂直起降固定翼无人机的研究大多数都集中在各类型的总体设计及其改进上,而对几种类型无人机的性能对比研究相对较少。
且因尾座式与前三种类型在总体设计和控制原理上差异较大,故本文主要对复合倾转式,倾转旋翼式,动力复合式三种类型进行对比分析研究。
本文首先对国内外已有的复合倾转式,倾转旋翼式,动力复合式三种无人机进行分类总结。
归纳分析各自的发展历程和研究动向,对比分析各自的优缺点和技术瓶颈,从而为进一步的研究设计和性能分析提供依据。
而后根据具体的设计指标设计出飞翼复合倾转无人机、分布式倾转旋翼无人机、大展弦比复合式无人机三型对应种类的无人机总体方案。
并介绍了三型无人机的操纵方式和典型飞行状态。
而后本文利用xflow气动软件对三型无人机的升阻力特性和三维气动特性进行了分析对比,同时分别对飞翼复合倾转无人机翼尖垂尾、分布式倾转旋翼无人机过渡状态和大展弦比复合式无人机过渡状态进行了重点分析。
并利用ANSYS软件WORKBENCH模块对大展弦比复合式无人机机翼结构强度进行有限元仿真分析,得到了机翼的形变云图和安全系数云图。
最后对无人机的整体重量,功耗和航时进行了分析和计算。
在设定三型无人机起飞重量和载荷相同的前提下对无人机的航时进行了重点对比,得到了最大航时的布局设计。
最后根据航时和具体设计对各设计布局进行性能评价和最优评定,同时也为同类型垂直起降固定翼无人机的设计提供参考和技术支撑。