【摘 要】
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多旋翼无人机悬停能力较强,操作简单,因此应用范围较广。旋翼是无人机的重要部件,为无人机提供拉力的同时也控制无人机的飞行方向,因此设计出效率较高的旋翼对于无人机的发展而言十分重要。论文首先阐述了旋翼的几何特性,运动特性以及气动特性,同时介绍了叶素动量理论以及涡流理论。根据以上几种理论提出了一种高效率旋翼的设计方法,该方法利用旋翼半径,翼型,转速,拉力,桨叶数等已知量,可以设计出具有高效率的旋翼。利用
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多旋翼无人机悬停能力较强,操作简单,因此应用范围较广。旋翼是无人机的重要部件,为无人机提供拉力的同时也控制无人机的飞行方向,因此设计出效率较高的旋翼对于无人机的发展而言十分重要。论文首先阐述了旋翼的几何特性,运动特性以及气动特性,同时介绍了叶素动量理论以及涡流理论。根据以上几种理论提出了一种高效率旋翼的设计方法,该方法利用旋翼半径,翼型,转速,拉力,桨叶数等已知量,可以设计出具有高效率的旋翼。利用该方法分别设计出了直径960mm以及直径558mm的两种旋翼,得出两种旋翼的弦长以及桨叶角分布并建立了模型。对两种旋翼进行了台架实验,并且利用多参考系模型对两种旋翼进行数值模拟,分别测出不同转速下的拉力,扭矩等气动性能,将所得的结果进行对比,同时对数值模拟得出的压力云图以及流线图进行分析。压力云图与流线图的分析表明,利用本文设计方法所设计的旋翼未发生流线分离状况且效率较高。台架实验与数值模拟得出的结果对比表明,利用多参考系模型对旋翼气动性能进行计算,准确性高且计算速度较快。通过对拉力以及功率的分析可知,设计出的旋翼满足设计要求。
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