双发变距四旋翼无人机结构设计

• 作 者: 刘思敏
• 出 处: 南京航空航天大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 四旋翼无人机 结构布局 机身结构设计 有限元 起落架设计 着陆冲击

四旋翼无人机是近年来发展较快的一种飞行器,具有垂直起降、定点悬停、机动灵活、操作简单等众多优点,获得了市场和消费者的高度认可,是无人机市场上炙手可热的产品。基于传统电动四旋翼无人机有效载荷小和飞行半径小等缺陷,本文设计了一款双发变距四旋翼无人机,有效增加无人机的航时和有效载荷。首先,本文介绍了多旋翼无人机的国内外发展现状,指出电动多旋翼无人机的不足,综合比较了各种油动多旋翼无人机优缺点。其次,按照设计要求确定无人机的总体参数以及独特结构布局形式,建立了三维几何模型并且阐述了变距四旋翼的飞行原理。然后,根据飞行器结构设计的基本要求设计了两款不同形式的机身结构,通过有限元方法分析了机身的强度和刚度特性,综合比较重量、成本、制造等多种因素最终选择出最合适的一款机身。对该款机身进行无阻尼自由振动特性分析,求出了机身的固有频率和振型,通过和旋翼激励频率与发动机激励频率比较,验证了机身的振动特性,从理论上避免共振。然后,根据起落架的设计要求确定了无人机起落架的基本形式,进行了详细设计并建立了有限元模型,计算了各个工况下的静强度,并且进行了着陆冲击分析,得到应力和应变,计算结果表明设计满足要求。最后,无人机成功的完成了装配,试飞结果表明无人机的结构设计满足要求。