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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 雙槳固定翼垂直起降無人機(jī)模擬試驗(yàn)臺(tái)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 該試驗(yàn)臺(tái)為雙槳固定翼垂直起降無人機(jī)的前期準(zhǔn)備階段，試驗(yàn)臺(tái)采用多自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可模擬飛機(jī)的多種飛行姿態(tài)及受力情況。機(jī)翼部分搭載于試驗(yàn)臺(tái)支座上，可實(shí)現(xiàn)升降、豎直面內(nèi)擺動(dòng)和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)多自由度飛行控制。 創(chuàng)新點(diǎn) 1. 采用雙槳固定翼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)垂直起 降空中懸停等功能 2. 將螺旋槳的高速運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)的 低速運(yùn)動(dòng)相分離。 3.試驗(yàn)臺(tái)可多自由度旋轉(zhuǎn)
- 詳細(xì)介紹：
- 目的 該試驗(yàn)臺(tái)為雙槳固定翼垂直起降無人機(jī)的前期準(zhǔn)備階段，試驗(yàn)臺(tái)采用多自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可模擬飛機(jī)的多種飛行姿態(tài)及受力情況，為無人機(jī)的真正設(shè)計(jì)提供寶貴參數(shù)。固定翼垂直起降無人機(jī)在許多領(lǐng)域特別是巡航中得到迅速發(fā)展，但目前針對(duì)此方面的研究主要由美國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家主導(dǎo)，在國內(nèi)尚處于空白。 創(chuàng)新點(diǎn) 1. 采用雙槳固定翼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)可傾 轉(zhuǎn)，機(jī)翼前后掠角同步調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)垂直起 降空中懸停等功能 2. 將螺旋槳的高速運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)的 低速運(yùn)動(dòng)相分離，與同類垂直起降無 人機(jī)相比能更充分發(fā)揮固定翼飛機(jī)速 度快的優(yōu)點(diǎn)。 3. 試驗(yàn)臺(tái)支座可實(shí)現(xiàn)多自由度旋轉(zhuǎn)，模擬 飛機(jī)不同飛行姿態(tài)，配合傳感器系統(tǒng)，實(shí) 現(xiàn)轉(zhuǎn)角參數(shù)測定。 基本思路、技術(shù)關(guān)鍵 該試驗(yàn)臺(tái)該通過陀螺儀、傳感器等收集在各種姿態(tài)下的運(yùn)行參數(shù),無人機(jī)搭載于試驗(yàn)臺(tái)上，可實(shí)現(xiàn)升降、豎直面內(nèi)擺動(dòng)和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)多自由度飛行控制。該試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)可分為機(jī)械結(jié)構(gòu)、自動(dòng)控制二部分。自動(dòng)控制由單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的 該試驗(yàn)臺(tái)為雙槳固定翼垂直起降無人機(jī)的前期準(zhǔn)備階段，試驗(yàn)臺(tái)采用多自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可模擬飛機(jī)的多種飛行姿態(tài)及受力情況，為無人機(jī)的真正設(shè)計(jì)提供寶貴參數(shù)。固定翼垂直起降無人機(jī)在許多領(lǐng)域特別是巡航中得到迅速發(fā)展，但目前針對(duì)此方面的研究主要由美國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家主導(dǎo)，在國內(nèi)尚處于空白。 創(chuàng)新點(diǎn) 1. 采用雙槳固定翼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)可傾 轉(zhuǎn)，機(jī)翼前后掠角同步調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)垂直起 降空中懸停等功能 2. 將螺旋槳的高速運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)的 低速運(yùn)動(dòng)相分離，與同類垂直起降無 人機(jī)相比能更充分發(fā)揮固定翼飛機(jī)速 度快的優(yōu)點(diǎn)。 3. 試驗(yàn)臺(tái)支座可實(shí)現(xiàn)多自由度旋轉(zhuǎn)，模擬 飛機(jī)不同飛行姿態(tài)，配合傳感器系統(tǒng)，實(shí) 現(xiàn)轉(zhuǎn)角參數(shù)測定。 基本思路、技術(shù)關(guān)鍵 該試驗(yàn)臺(tái)該通過陀螺儀、傳感器等收集在各種姿態(tài)下的運(yùn)行參數(shù),無人機(jī)搭載于試驗(yàn)臺(tái)上，可實(shí)現(xiàn)升降、豎直面內(nèi)擺動(dòng)和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)多自由度飛行控制。該試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)可分為機(jī)械結(jié)構(gòu)、自動(dòng)控制二部分。自動(dòng)控制由單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性 雙槳固定翼垂直起降無人機(jī)采用新型機(jī)翼設(shè)計(jì)，通過可多自由度擺動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)模塊及機(jī)翼擺動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)在多種飛行姿態(tài)下的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)其垂直起降、空中懸停等功能。 因?yàn)椴捎霉潭ㄒ頇C(jī)身，與其他無人機(jī)相比，該產(chǎn)品具有航程遠(yuǎn)、油耗低等優(yōu)點(diǎn)，融合了普通固定翼飛機(jī)及直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，可搭載功能豐富，可廣泛適用于巡航偵查等領(lǐng)域。 先進(jìn)性 該方案克服了普通固定翼飛機(jī)無法懸停的缺陷，同時(shí)彌補(bǔ)了直升機(jī)速度慢，航程短的缺陷，特別適合于偵查巡航等領(lǐng)域。目前國內(nèi)對(duì)垂直起降無人機(jī)的研究正處于起步階段，隨著中國1000m以下高空開放等政策，無人機(jī)的應(yīng)用也將更為廣泛。試驗(yàn)臺(tái)為其提供了先進(jìn)科學(xué)的測試平臺(tái)，其研究必有重要意義。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 該項(xiàng)目為參加過任何比賽
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 計(jì)劃許可
作品可展示的形式
- 實(shí)物，三維模型，圖紙，說明文檔，圖片，錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢 該試驗(yàn)臺(tái)該通過陀螺儀、傳感器等收集在各種姿態(tài)下的運(yùn)行參數(shù),無人機(jī)搭載于試驗(yàn)臺(tái)上，可實(shí)現(xiàn)升降、豎直面內(nèi)擺動(dòng)和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)多自由度飛行控制。 在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，在無人機(jī)機(jī)翼下懸掛可以360度旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)模塊，實(shí)現(xiàn)機(jī)身的垂直起飛和懸停；在自動(dòng)控制方面，采用單片機(jī)控制，通過程序?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)角的精確控制。無論從功能上、前景上和機(jī)構(gòu)上，該無人機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)都有較強(qiáng)的實(shí)用性。 適應(yīng)范圍 該雙槳固定翼垂直起降無人機(jī)適合于偵查巡航等領(lǐng)域，完成災(zāi)情監(jiān)測、森林防火、軍事巡視、緊急搜救等工作。 市場經(jīng)濟(jì)效益分析 雙槳固定翼垂直起降飛行器的研究在國內(nèi)處于起步階段，其研制生產(chǎn)必將在此領(lǐng)域引發(fā)一場變革。隨著中國1000m以下高空開放等政策，無人機(jī)的應(yīng)用也將更為廣泛。
同類課題研究水平概述
- 普通的固定翼飛機(jī)因其速度快，航程遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)在交通和巡航中得到廣泛應(yīng)用，但是飛機(jī)起降必須依賴跑道。特別是在巡航工作中，受自然條件影響比較大，而且不能實(shí)現(xiàn)空中懸停，限制了其實(shí)用。直升機(jī)雖無此缺憾，但是飛行速度低，油耗大，目前并未在巡航領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 垂直起降飛行器（VTOL）能夠以零速度起飛/降落，具有空中懸停功能，從而擺脫了地形跑道的限制。針對(duì)垂直起降飛行器的研究，主要從上個(gè)世紀(jì)50年代開始，直到80年代隨著垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)的研究才得到較快發(fā)展，而且主要由美國、英國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家主導(dǎo)，在國內(nèi)仍處于起步階段。 垂直起降無人機(jī)兼收了固定翼飛機(jī)速度快、航程遠(yuǎn)及無人機(jī)機(jī)動(dòng)靈活、無需駕駛員的優(yōu)勢，在許多領(lǐng)域特別是巡航中得到迅速發(fā)展。與有人機(jī)相比，無人機(jī)的布局更加合理簡介，起降方式更加靈活，先進(jìn)的導(dǎo)航控制系統(tǒng)使得起降飛行更為精確可靠。 目前的垂直起降無人機(jī)的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)主要分為推力定向類和推力換向類。傳統(tǒng)的直升機(jī)和固定翼飛機(jī)都屬于推力定向類，傳統(tǒng)直升機(jī)雖技術(shù)成熟，但不具備固定翼的水平飛行能力，飛行速度低、航程有限。而固定翼無人機(jī)速度高，航程遠(yuǎn)，缺點(diǎn)是存在推進(jìn)及其控制裝置等“廢重”，無法實(shí)現(xiàn)垂直起降。推力換向類無人機(jī)主要是旋翼機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是旋翼即可提供升力又可提供飛行動(dòng)力，動(dòng)力利用率高，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高速飛行，分為雙槳固定翼垂直起降式和傾轉(zhuǎn)機(jī)身式等。其中，雙槳固定翼垂直起降式飛行器兼?zhèn)渲鄙龣C(jī)和固定翼飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，起降靈活不受機(jī)場限制、航程遠(yuǎn)、速度快，被譽(yù)為21世紀(jì)最具潛力的飛行器，但目前主要應(yīng)用于美國等少數(shù)國家的軍工領(lǐng)域。 綜合考慮各種垂直起降無人機(jī)的優(yōu)劣，我們采用雙槳固定翼垂直起降無人機(jī)作為最終方案，對(duì)其發(fā)動(dòng)機(jī)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，實(shí)現(xiàn)其在懸停，航速航程等方面的優(yōu)勢。
