一种对称式斜铰旋翼设计  

作　　者：张学东 王磊 马东林 付立春 

机构地区：[1]中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室

出　　处：《中国科技信息》2023年第2期53-56,共4页China Science and Technology Information

摘　　要：背景多旋翼飞行器因其易用性、高可靠能够以及易维护性,在军用和民用领域应用广泛。传统的多旋翼飞行器大多采用固定桨距的螺旋桨,通过调节螺旋桨的转速产生不同的拉力和反扭矩来控制飞行姿态,但由于电机转子惯性、拉力滞后等特点,变转速控制方式限制了多旋翼飞行器的机动性能。基于此问题,部分工业级多旋翼无人机引入了变桨距的控制方式,变桨距技术通过操纵机构控制旋翼保持在预定的桨距,相比于转速控制方式,进一步减小了飞行器控制延迟,提高了姿态响应速度,增加了机动性和灵活性。本文提出了一种对称式斜铰旋翼结构形式,其综合了上述两种控制方式的特点,在电机实现转速调节的同时,利用旋翼的惯性,在旋翼转速变化的过程中同步实现桨距的被动变化,具体变化过程为:在旋翼转速增加的过程中,由于旋翼的惯性作用,旋翼会同时产生被动的桨距增加,即同时增加了旋翼转速与桨距;同理,在旋翼转速减小的过程中,由于旋翼的惯性作用,旋翼会同时产生被动的桨距减小,即同时减小了旋翼转速与桨距。这一旋翼结构形式在不引入复杂的桨距操纵机构的前提下,实现了旋翼转速与桨距的同时控制,进一步提高了飞行器姿态响应速度,降低了控制延迟,对于提高无人机机动灵活性、拓展多旋翼无人机的应用场景具有重要意义。

关 键 词：多旋翼无人机 多旋翼飞行器 旋翼转速 操纵机构 机动性能 对称式 转速调节 转速控制 

分 类 号：V22[航空宇航科学与技术—飞行器设计]