碟形飛行器

簡介

碟形飛行器是機身即是機翼、機翼也是機身的翼身完全融合的無尾無舵翼非常規飛行器，其控制方式採用變質量矩控制和推力矢量控制相結合的複合控制方式。

碟形飛行器採用翼身融合的氣動布局，與Blend-Wing-Body(或飛翼)一樣，具有高度的集成性, 浸濕面積遠小於同量級的常規飛機.翼身融合的設計避免了機身與機翼干擾所造成的附加阻力。

碟形飛行器與飛翼不完全相同, 碟形飛行器的外翼僅占整機面積的12.2%，中心碟體是全機主要的升力面, 整機展弦比為2.3, 遠小于飛翼(10左右)。與飛翼相比，碟形飛行器外形更加緊湊，碟體部分厚度較大, 能夠提高結構強度和剛度, 並能提供充足的載物空間

碟形飛行器是一種新型旋翼式飛行器。它既可以用於民用事業、滿足國防需求，也可以用於開發和利用太空資源、進行太空操作和試驗等。相對於其它旋翼式飛行器來說，碟形飛行器能夠共享電池和控制電路板等，結構更為緊湊，能產生更大的升力，並且可以通過反扭矩作用使飛行器的扭矩平衡，不需要專門的反扭矩槳，

從國內外的研究情況來看，對碟形飛行器的研究主要包括非共軸式碟形飛行器和共軸式碟形飛行器兩大類。

非共軸式碟形飛行器主要有：

（1）美國克萊斯勒公司為美國陸軍研製的VZ-7；

（2）美國德拉甘飛行公司研製的“德拉甘飛行器”3和“德拉甘飛行器”X-Pro；

（3）日本基恩斯公司研製的“交戰者”GS III E-770和“陀螺蝶形飛行器”II E-570；

（4）美國史丹福大學的Mesicopter；

（5）上海交通大學的微型直升機。

（6）共軸式碟形飛行器主要有美國西科斯基公司研製的“密碼”。

微型碟形飛行器目標小、靈活性好、成本低，具有很高的研究價值，主要朝著微型化和智慧型化方向發展。碟形飛行器的研究面臨著控制方式、空氣動力學、增強穩定性以及動力與能源和通信等方面的問題。

1.新型控制方式的探索

碟形飛行器有兩副或者兩副以上的升力槳，通過這一特點可以探索新型控制方式。以四槳碟形飛行器為例。四槳碟形飛行器可以通過控制四個槳翼的轉速來控制飛行器實現垂直升降、懸停、轉向、左右側移以及俯仰運動。

（1）垂直升降與懸停。

（2）左右側移與俯仰運動。

（3）機體旋轉

2. 空氣動力學

旋翼式飛行器具有多變數、非線性交耦和柔性結構的動力學特性，尤其是小型飛行器飛行時，層流起主導作用，能產生相當大的力和力矩。這就需要採用全三維的空氣動力學方法進行分析。與二維機翼相比，三維更缺少可用的數據。微小飛行器的翼載很低，慣性幾乎不存在，很容易受氣流影響。因此很難建立準確的動力學模型。

3. 穩定性以及快速回響能力

旋翼式飛行器穩定性差，不易控制，特別是微型飛行器體積小、重量輕、慣性小，而且飛行速度低，因此飛行器容易受氣流等外部環境影響，在穩定性方面提出了更高的要求，需要飛行器具有快速回響能力，及時進行自適應調整，確保飛行器穩定性。