倾转涵道飞行器是一种新构型飞行器,具有垂直起降和高速前飞的能力,是当前无人机研究发展的新方向。本文研究了一种高速的可倾转涵道无人机的飞行动力学问题。首先,本文研究了倾转涵道飞行器构型,该构型兼具直升机与固定翼飞行器的垂直起降及高速前飞的能力。根据倾转涵道飞行器的设计要求,确定了飞行器的总体参数,建立了飞行器的三维模型,计算了飞行器的飞行性能。其次,基于非结构网格,对倾转涵道飞行器机身及涵道旋翼进行数值求解。通过对飞行器机身的数值计算,得到机身在不同迎角条件下的力和力矩系数;通过对涵道旋翼的数值计算,得到了在不同转速下涵道旋翼产生的拉力及功率的数值;通过对CFD后处理得到的压力及速度云图进行分析,分别得到了机身及涵道旋翼周围的流场特性。再次,通过机理建模的方法建立了其飞行动力学模型。采用叶素理论建立了旋翼气动力模型;采用CFD计算得到机身气动力系数建立了机身气动力模型;通过将起落架简化成弹簧阻尼系统,计算其在与地面接触时的支反力和摩擦力建立了起落架模型。综合以上模型,建立了飞行器的全量六自由度非线性飞行动力学模型。最后,在MATLAB/Simulink环境下搭建非线性仿真模型,对飞行器悬停和前飞状态进行配平计算,得到了飞行器前飞时的配平特性;通过计算操纵功效,得到飞行器在各种模式下的操纵策略;根据小扰动假设,对非线性飞行动力学模型作线化处理,得到该飞行器运动的线性状态方程,分析了飞行器纵横向模态稳定性的变化特点;通过计算飞行器的非线性操纵响应,分析了各通道操纵的耦合特性。