为弥补直升飞机与固定翼飞机自身的不足,无数科学家梦寐发明一种既能垂直起降又能高速巡航的新构型飞行器。经过多年探索形成了三种主要技术途径:复合式、旋翼/机翼转换式和倾转旋翼/机翼式,倾转旋翼飞行器因具有较高的前飞速度、灵活的机动性能等优点被广泛应用,但其旋翼下洗气流对机翼的影响较大,降低飞行器直升机模式效率,倾转机翼飞行器旋翼下洗气流对机翼的影响较小,但其机动性能较差、安全系数较低。本文结合四旋翼飞行器和固定翼飞行器的优点,设计了一种机翼与旋翼连体可变角度式飞行器,该新构型飞行器具有垂直起降、高速巡航、机动性能灵活、安全系数高、直升机模式效率高等优点,其具体设计如下:首先,通过对四旋翼飞行器、复合式飞行器、旋翼/机翼转换式飞行器和倾转旋翼/机翼式飞行器研究分析,提出本文设计飞行器的设计目标。在满足总体目标的基础上,提出本文设计飞行器的不同构型方案以及倾转方案,通过分析比较,确定飞行器的构型方案以及倾转方案,并对飞行器四旋翼模式气动布局以及固定翼模式机身/机翼总体布置、机翼总体结构进行初步设计。其次,在机翼与旋翼连体可变角度式飞行器总体方案设计基础上,对飞行器四旋翼模式主要参数进行设计,主要包括:起飞重量、功重比、电机螺旋桨型号;并对固定翼模式主要参数进行设计,主要包括:最大升力系数、展弦比、根梢比、展长、机翼面积,机翼翼型、最大升阻比、巡航速度以及机身长细比、机身长度与宽度等。然后,应用CATIA软件对飞行器机翼以及倾转机构进行详细设计,并对机翼结构进行传力分析,利用ANSYS Workbench对机翼不同状态下进行静力学分析,验证机翼结构满足强度要求。最后,利用计算流体力学(CFD)数值模拟技术对本文设计的机翼与旋翼连体可变角度式飞行器进行气动性能分析,主要包括:不同转速下旋翼的升力;四旋翼模式下旋翼/机翼/机身的气动干扰;固定翼模式下不同飞行状态的升力系数、阻力系数以及俯仰力矩系数。验证本文机翼与旋翼连体可变角度式飞行器设计的合理性。