1.飞行控制:为实现飞行模式的转换,需要对转换过程建立可变结构控制模型,由于外界扰动的不确定性和系统参数化的困难,加上载荷的重量分布不同造成的系统重心变化,以上因素都为控制系统提出了新的课题,研发高稳定性的飞控,需要对飞行力学和控制模型具有较高的认识水平。
2.空气动力学:无人机在巡航过程和起降过程中,其气流与机体的作用方式不同,为保证两种飞行模式下都可以稳定高效地工作,需要对空气动力学参数进行协调,例如加大机翼展弦比(对于简单机翼可认为是长宽比)可以增加固定翼模式下的飞行效率,却增加了多旋翼模式下飞机对阵风的敏感性,因此需要对两种工作模式进行联合设计,获得优化设计方案。
3.能源与动力:在多旋翼模式下,一般对垂直推重比(这里指垂直推力和机体全重的比值)要求在至少1.5以上,而固定翼水平飞行时要求水平推重比(这里指水平推力和机体全重的比值)在0.3-0.8之间即可,且同一组旋翼很难在低速与高速同时满足高效率,因此需要对任务过程进行整体统筹,对动力在不同工作模式下进行加权分配设计,实现优化方案。
4.结构与材料:在多旋翼模式下,机翼属于无效重量,造成该状态下能量效率降低,若要进一步提高飞行效率,需要采用轻质高强的材料制作机翼及其他结构部件。
复合式无人机发展至今已有10多年的历史,能否在历史舞台粉墨登场,还有待于工程师的不懈努力与市场的残酷考验。面对成熟技术与革新技术一快一远的两条路,有的人选择了别人未选择的那一条,充满荆棘,却通往希望闪烁的彼岸。
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