本文通过分析不同新构型飞行器的优缺点,针对高速巡航和垂直起降的功能需求,提出一种长航时尾座式无人飞行器总体方案,这种无人机能够实现固定翼无人机一样高速巡航的同时,又可以通过倾转实现旋翼无人机一样的垂直起降以及低空稳定飞行。实现实时、快速和机动灵活的为作战部队提供高质量的空中支援。我国国土面积广阔,边境海防线长,有众多的山地和高原区域,为了适应日益复杂的任务,这种新型的无人机需求也显得十分迫切。论文首先通过分析直升机、飞翼布局固定翼飞机和倾转旋翼飞行器的相关特点和性能参数,对比现有和正在研发的尾座式无人飞行器,针对长航时、大作战半径、可舰载和高低速兼顾的技战术需求,提出飞翼布局尾座式共轴双旋翼垂直起降无人机总体方案,随后进行初步总体方案设计。综合考虑尾座式无人飞行器整个飞行包线中不同的飞行状态,即垂直飞行模式、水平飞行模式和过渡飞行模式,并结合飞行器舰载环境的特殊性,对本文所设计的无人机进行总体布局设计和气动布局设计,确定全机总体参数,对方向舵、起落架等系统几何参数设计;围绕上述提出的总体方案,利用工程经验公式,对该型无人机气动特性进行计算,包括升阻特性曲线、最大升力系数和巡航极曲线等。并利用计算流体力学对整机外形进行分析求解,得到无人飞行器在不同飞行高度、不同马赫数和不同俯仰角下升阻系数和力矩系数,利用不同计算方法验证了理论计算的符合程度。其次,利用固定翼飞行器和基于尾座式无人飞行器的飞行原理,对所设计的样机不同模式下飞行性能进行计算,结合计算流体力学对无人机气动特性进行精确计算,建立过渡模式无人飞行器平衡方程,从而得到该无人机过渡走廊,验证过渡模式的可行性,为进行飞行控制设计提供基础。最后,针对尾座式无人飞行器水平飞行模式和垂直飞行模式侧重点不同,对其飞行性能模型采用多目标遗传算法进行线性加权处理转换为单目标优化问题进行总体参数优化,经过分析处理得到该优化模型下总体参数选择最优方案。