最優(yōu)的機翼形狀_機翼最大的作用是

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　　傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)應(yīng)用在無人機領(lǐng)域?qū)τ跐M足工業(yè)級需求最優(yōu)的機翼形狀的巨大優(yōu)勢，而從世界范圍來看，傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)還處于起步階段，僅有美國和以色列少數(shù)國家技術(shù)相對成熟。最優(yōu)的機翼形狀我國在這個技術(shù)領(lǐng)域的研究起步相對較晚，且面臨嚴密的技術(shù)封鎖，進展較慢。

　　究其原因歸根結(jié)底還是因為傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)有許多難點難以攻克，這些難點成為制約研發(fā)傾轉(zhuǎn)旋翼無人機企業(yè)共同的問題，誰能率先攻克這些難點，取得更多階段性的實質(zhì)成果，直至將國產(chǎn)傾轉(zhuǎn)旋翼無人機投入市場應(yīng)用，誰就能先拔頭籌成為萬眾矚目的焦點。

　　下面就讓我們首先一起了解一下業(yè)界公認的傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)存在的幾大難點（前方技術(shù)高能，請帶好字典前行）最優(yōu)的機翼形狀：

　　總體來講傾轉(zhuǎn)旋翼無人機具有三種飛行模式最優(yōu)的機翼形狀：懸停/小速度前飛的直升機（或多旋翼）飛行模式，巡航和高速前飛的固定翼飛機飛行模式以及從直升機（或多旋翼）模式向固定翼飛機模式轉(zhuǎn)換的過渡飛行模式。過渡飛行模式是傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)的關(guān)鍵所在。在不同飛行模式轉(zhuǎn)換的過程中，旋翼的流場與尾跡都很復(fù)雜，加之槳葉非正常變化的氣動力直接影響飛行器的平衡和操縱，使快速轉(zhuǎn)換、平穩(wěn)過渡成為難點。具體來看：

　　難點一：氣動干擾研究

　　傾轉(zhuǎn)旋翼無人機在兼具直升機（或多旋翼）和固定翼無人機優(yōu)點的同時也兼具二者的動力學(xué)問題，其復(fù)雜性也大于二者之和。傾轉(zhuǎn)旋翼的氣動干擾問題涉及到旋翼-機翼、旋翼-旋翼、旋翼-機身、旋翼-尾翼等多個方面，其中以垂直飛行和懸停時旋翼-機翼的氣動干擾最為嚴重。由于定點懸停時機翼是固定不動的，受旋翼槳尖脫落的螺旋形槳尖渦干擾，誘導(dǎo)產(chǎn)生的下洗流以接近90°方向撞擊機翼，繼而在機翼上表面形成阻塞的三維效應(yīng)流場，嚴重影響無人機的穩(wěn)定性。

　　而且，傾轉(zhuǎn)旋翼無人機性能的一個重要指標是它的有效載荷。在懸停狀態(tài)下，旋翼-機翼氣動干擾對該有效載荷具有重大影響。實驗研究發(fā)現(xiàn)，機翼上的下洗載荷占旋翼總拉力的一部分，這種不利的氣動干擾造成飛機有效載荷的降低。只有正確處理旋翼/機翼氣動干擾，才能提高傾轉(zhuǎn)旋翼無人機的有效載荷。

　　另外，由于懸停狀態(tài)下的傾轉(zhuǎn)旋翼機存在橫向?qū)ΨQ性，左右機翼上方的氣流在接近飛行器對稱面處相遇，因而氣流轉(zhuǎn)為向上運動。這種運動形成了特有的附著渦分離和氣流再入等復(fù)雜現(xiàn)象，直接影響傾轉(zhuǎn)旋翼的氣動特性。

　　懸停狀態(tài)下傾轉(zhuǎn)旋翼流場示意圖

　　難點二：飛行控制研究

　　為實現(xiàn)多種飛行模式多種飛行狀態(tài)的操縱控制，傾轉(zhuǎn)旋翼無人機的操縱控制系統(tǒng)可能是世界上最復(fù)雜的飛行器控制系統(tǒng)之一。除了用于普通的固定翼螺旋槳飛機與橫列式直升機（或多旋翼）的操縱控制系統(tǒng)外，傾轉(zhuǎn)旋翼無人機的操縱控制系統(tǒng)還須操縱控制旋翼軸的傾轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)不同飛機模式的功能。

　　在傾轉(zhuǎn)過程中，要同時進行飛機和直升機（或多旋翼）兩種控制系統(tǒng)的操縱，即同時通過操縱旋翼和飛機的常規(guī)空氣動力操縱面，以實現(xiàn)對旋翼傾轉(zhuǎn)和飛機飛行狀態(tài)的控制。其操縱和飛行控制比單一的固定翼無人機和無人直升機（或多旋翼）都要困難許多。

　　特別，傾轉(zhuǎn)旋翼無人機在過渡模態(tài)時，存在明顯的拉力矢量控制特性，由于拉力矢量的存在，三通道之間出現(xiàn)較強的耦合。

　　同時，還存在著氣動舵面操縱與拉力矢量控制之間的協(xié)調(diào)問題，使得過渡模態(tài)下飛行控制系統(tǒng)設(shè)計變得更加復(fù)雜。因此飛行控制技術(shù)是傾轉(zhuǎn)旋翼無人機的另一個關(guān)鍵難點。

　　俯仰控制示意圖

　　難點三：結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

　　傾轉(zhuǎn)旋翼無人機為了適應(yīng)直升機（或多旋翼）模式的垂直起降、飛機模式的高速巡航飛行以及各種飛行狀態(tài)的控制，在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面有諸多考究。

　　具體來說，傾轉(zhuǎn)旋翼系統(tǒng)既要適用于高速前飛，又要兼顧垂直懸停效率，槳葉的形狀、扭轉(zhuǎn)及槳轂形式的設(shè)計都不同于常規(guī)的旋翼。

　　而且，在機翼兩翼尖處要安裝旋翼系統(tǒng)，旋翼軸要相對機翼傾轉(zhuǎn)，這就對機翼強度和氣彈穩(wěn)定性提出了更高的要求。這其中也涉及到復(fù)合材料方面的技術(shù)工藝研究，比如槳葉需要采用彎扭耦合特性更強的復(fù)合材料制造，通過復(fù)合材料機翼塑造出理想狀態(tài)的氣動，同時也需要復(fù)合材料設(shè)計優(yōu)化槳尖形狀。

　　另外，如何在不影響飛機的整體強度的前提下，減輕飛機自身的重量，使飛機承擔(dān)更多的負載，實現(xiàn)更遠的航程，需要精細和合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

　　因此，綜合考量各方面要求的設(shè)計才能很好的保證飛機的控制精度，減少控制難度，保證飛機的飛行安全，且合理的解決重量與強度之間的矛盾問題。

　　旋翼機模型的繪制

　　上述難題還只是壓在傾轉(zhuǎn)旋翼無人機研發(fā)上的三座大山，更多細節(jié)問題更是不勝枚舉。這也就不難理解為什么各種概念機、原型機、工程機屢見不鮮，但能正式上市量產(chǎn)的傾轉(zhuǎn)旋翼無人機卻仍猶抱琵琶半遮面。

　　即便如此我們?nèi)匀粓远ǖ恼J為不積跬步無以至千里，雖然量產(chǎn)機型目前還沒有橫空出世，但它的出現(xiàn)一定也是遵循著一個又一個技術(shù)難關(guān)的解決和階段性成果的取得這樣一個歷程，因為科學(xué)技術(shù)講究的是求真務(wù)實，摻不得半點假，揉不進一粒沙。

　　2016年9月20日，搜狐科技頭條報道《無距科技：即將實現(xiàn)“工業(yè)級”傾轉(zhuǎn)旋翼無人機產(chǎn)品》，一石激起千層浪。一家成立于2015年12月，地處東北名不見經(jīng)傳的無人機企業(yè)，短短幾個月就用他們實實在在的專利成果向世人展示了這個“即將實現(xiàn)”之約背后的堅實。他們共取得了氣動干擾研究方面的專利3項、結(jié)構(gòu)設(shè)計研究方面的專利5項、飛行控制研究方面的專利3項。這些專利成果的取得，都在向我們昭示這家公司在解決上述傾轉(zhuǎn)旋翼關(guān)鍵技術(shù)難題上所取得的重大突破。

　　無距科技的核心技術(shù)團隊來自中科院，在無人機技術(shù)方面具有十余年的開發(fā)經(jīng)驗，曾被國際頂級刊物<Journal of Field Robotics>評為“世界十大無人機應(yīng)用團隊”，同時也聘請了深耕無人機軟硬件領(lǐng)域多年的國內(nèi)外技術(shù)專家。目前他們是國內(nèi)屈指可數(shù)的擁有多旋翼、直升機和固定翼全品類無人機飛控研發(fā)和制造實力的企業(yè)。我們期待像無距科技這樣求真務(wù)實的企業(yè)在不久的將來取得更多實質(zhì)的進展，因為量變必將轉(zhuǎn)化為質(zhì)變。我們也希望能早日看見無距傾轉(zhuǎn)旋翼無人機翱翔藍天。我們更希望中國能有更多像沈陽無距科技有限公司這樣踏踏實實攻堅克難的企業(yè)出現(xiàn)，因為一枝獨秀不是春，百花齊放才是中國工業(yè)級無人機產(chǎn)業(yè)共同企盼的春天。

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