由于旋翼在高速前飞状态会出现前行桨叶激波后行桨叶失速的问题,常规构型直升机的巡航速度受到极大的限制,而倾转旋翼机作为一种新概念可变飞行模式飞行器能够克服直升机飞行速度的限制,兼具垂直起降和高速巡航优势,具备满足多种飞行任务需求的能力。但是也因此存在着一些特有的气动干扰问题。无论是在悬停、巡航还是过渡状态,旋翼/机身均会出现较大的气动干扰现象,并且会对机身气动特性以及飞行性能带来很大影响,因此针对倾转旋翼机在各种飞行状态开展其非定常气动干扰流场与气动特性分析,并在此基础上,进行倾转旋翼机气动布局设计具有重要的学术意义和工程应用价值。本文详细设计了一种新构型的倾转旋翼无人机,并对其气动总体布局开展深入研究。同时提出了一种基于翼型动态气动特性数据库的动量源修正方法,结合全机干扰网格生成技术,建立了一套适用于倾转旋翼机多状态下全机干扰流场及气动特性计算的数值模拟方法。基于所建立方法,开展了倾转旋翼机在不同飞行状态下的干扰流场模拟、倾转旋翼机全机气动干扰机理研究、倾转旋翼机的气动布局参数影响规律分析、高性能低干扰倾转旋翼机气动布局方案设计。本文的研究内容如下所示:第一章,阐述了论文的研究背景和意义,分析了倾转旋翼机气动布局设计工作中的难点。综述了倾转旋翼机全机气动干扰特性分析、倾转旋翼机气动布局优化设计方面的国内外研究现状,指出了其中的技术难点和有待改进之处,并给出了本文采用的主要研究方法和技术途径。第二章,建立一套适用于倾转旋翼机全机干扰流场模拟及气动特性分析的高精度数值方法,为了提高计算效率和计算精度,结合非结构网格混合搭接技术提出了一种基于翼型动态气动特性数据库的动量源修正方法。通过对ROBIN机身前飞状态的机身表面动压和AH-1G旋翼前飞状态下的旋翼法向力系数进行数值模拟并与试验值对比,验证了本文所建立数值模拟方法的有效性。第三章,根据倾转旋翼机的设计需求和性能要求,开展了倾转旋翼无人机的构型及总体气动布局的选型设计工作,对无人机部件中的机翼、尾翼、操纵面、桨毂及旋翼等进行详细设计,完成了一款新型的倾转旋翼无人机的总体气动布局的初步方案,最后对无人机进行重量分配、部件布局及三维模型建模。第四章,基于第二章所建立的倾转旋翼机全机干扰流场模拟及气动特性分析方法,对第三章所设计的倾转旋翼无人机在典型飞行状态下的气动特性进行计算分析,并与孤立机身特性进行对比,初步揭示了倾转旋翼无人机在典型飞行状态下发生气动干扰的相互作用机理。第五章,对不同气动布局参数的倾转旋翼机干扰流场进行模拟分析,总结不同气动布局参数对倾转旋翼机气动特性的影响规律;接着基于本文所建立的优化设计方法,以高效率低干扰的倾转旋翼机气动性能为优化目标,选取旋翼机翼距离、机翼后掠角等作为优化变量,对倾转旋翼无人机的气动布局进行优化,通过与原始气动布局的倾转旋翼机气动特性进行对比,验证了优化后的倾转旋翼无人机的气动布局的优越性。第六章,对本文工作进行总结与展望,总结本文主要工作,归纳本文研究方法及研究工作中的特色及创新点,并对后续研究工作展望进行阐述。