非平面六旋翼飞行器以其优异的机动性,安全性,承载性和续航广受大众欢迎。然而,目前针对非平面六旋翼飞行器在气动布局优化的研究相对较少。本文以低雷诺数下的非平面六旋翼系统为主体,考虑计入空气粘性和翼间干扰对旋翼整机系统的影响,通过旋翼数值模拟和旋翼试验数据相结合来得到非平面六旋翼的最佳气动布局。主要研究工作如下:在理论分析中,针对非平面六旋翼飞行器处于低雷诺数环境下工作,提出了一种考虑空气粘性效应的旋翼空气动力学模型作为理论计算方法。对数值模拟中涉及到的主控方程、湍流模型、边界条件等理论知识的阐述,制定出一套有效的数值模拟计算方法。搭建单旋翼的气动性能测试台,得到不同雷诺数下升阻力系数与迎角的关系。通过力传感器获取旋翼拉力、读取的电流电压值来计算旋翼的功耗,得到单旋翼的拉力和功耗随旋翼转速的变化规律。对单旋翼流场进行数值模拟计算,得到不同雷诺数下桨尖压强分布,速度大小分布,流线分布。通过对比数值模拟分析的结果与试验数据,验证了该数值模拟计算方法的可行性。搭建非平面六旋翼气动性能测试台,通过设置不同间距比和倾转角度来得到旋翼整机得到的拉力和消耗的功率随间距比和倾转角度的关系。对非平面六旋翼流场进行数值模拟计算,将模拟分析的结果对比试验数据初步得到非平面六旋翼最佳的气动布局。研究表明:1)小型飞行器在低雷诺数下工作会使其气动性能降低。2)悬停状态下的非平面六旋翼的拉力系数、功率系数、功率载荷的试验平均误差分别为1.4%、1.2%、1.6%。3)间距比L/D=1.8为非平面六旋翼的最佳间距比。在该间距比下旋翼间相互干扰耦合,使得旋翼的气动性能得到较好的提升,随着间距比继续增大,整机产生的拉力开始减小。4)桨尖负压区域和旋翼面的上下压强差都可使旋翼系统产生向上的升力,并且旋翼面的上下压强差所产生的升力大于桨尖负压区域所产生的。5)倾转角度φ=50°为非平面六旋翼的最佳倾转角度。配合间距比L/D=1.8的气动布局下,非平面六旋翼整机的性能最佳,此时系统产生的拉力最大且消耗的功耗较低。6)本文所选用的翼型有较好的悬停效率和升阻比。