倾转旋翼机有什么具体的军事用途？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-07-02 14:06 标签： 旋翼机和直升机的区别

　　四倾转旋翼机（QTR）是一种新型的倾转旋翼机,像普通倾转旋翼机一样具有直升机和固定翼飞机的结构与特点。它同时拥有四个可以倾转的旋翼,两对水平固定机翼,因此具有巡航速度大、有效载荷大且能够垂直起降等突出优点。在军事和商业方面具有广阔的应用前景,是未来飞行器发展的一个重要方向。本文以实际制作的四倾转旋翼机模型为研究对象,探究其直升机模式下飞行控制系统的设计与实现,完成对其直升机状态下飞行姿态的控制。 首先,使用牛顿经典力学的分析方法对四倾转旋翼机直升机状态进行飞行力学分析,得到该状态下的动力学与运动学模型。接着分析四倾转旋翼机各个姿态的控制方法与策略,根据控制策略将数学模型简化,得到相应的传递函数。通过实验测量出传递函数的参数,得到具体的控制模型。 其次,采用古典控制理论中的频率设计法对四倾转旋翼机各通道进行控制系统设计。接着利用双线性变换对设计的模拟控制器进行离散化,得到了便于编程实现的数字控制器,然后利用Matlab对整个飞行控制系统进行仿真,验证了设计的控制律的正确性。 在前面的基础上,本文通过选择ADuc7026微控制器和MEMS传感器等硬件构建了四倾转旋翼机直升机模式的飞行控制系统,并编写相应的飞行控制程序实现对四倾转旋翼机姿态的控制。 最后,对设计的飞行控制系统进行调试与测试。具体讲述了调试软件的实现、功能和使用方法。总结了四倾转旋翼机控制系统调试的原则和具体方法,并给出了系统测试实验的步骤和相应的数据与曲线。……

[文献类型]：硕士论文
[文献出处]：哈尔滨工业大学2012年

【环球网军事频道】据flightglobal网站25日报道，美国西科斯基和波音公司近日公布了他们用于竞标美国陆军“未来远程突击机”（FLRAA）项目的未来直升机。在最新发布的视频中，他们公开了名为“挑衅X”（Defiant X）的直升机。这是一款采用复合设计的共轴双旋翼直升机，系其前身SB-1直升机的改进型号，部分细节得到重大升级。

报道称，在改进方面最值得注意的是，“挑衅X”直升机的排气口已经覆盖了一层保护罩，以减少其红外信号，这是对红外制导导弹的一种防御措施。“挑衅X”直升机的起落架配置也从两个中段轮和一个尾轮的三轮布局改为包括一个前轮、两个中段轮和尾翼下的一个小轮的四轮布局。此外，原来SB-1上垂直尾翼的后缘也从笔直的变成了V形。西科斯基-波音的团队拒绝说明为什么这样做，只是解释这样做是为了提高性能。

报道称，据西科斯基-波音的团队表示，“挑衅X”的内部电子设备和硬件已经过改进，但传动装置等大型部件仍与SB-1相同。西科斯基-波音的团队称，这款“挑衅X”直升机的性能指标仍具有“增长空间”。西科斯基公司的项目管理人员杰伊·麦克林（Jay Macklin）表示：“该直升机可承受额外的重量，而无需增加转子直径或发动机尺寸，因此，任何附加设备、生存能力增强模块、最大有效载荷（包括外部挂载），都可以在不对关键动力部件进行重大而昂贵的重新设计的情况下进行升级。”他说，在遥远的未来，如果“挑衅X”配备了比现在更强大的发动机，它甚至可以使用额外的动力来提高前进速度。

报道称，目前SB-1的改进型号“挑衅X”与竞争对手贝尔公司的 V-280“勇士”倾转旋翼机已经成为FLRAA项目中仅剩的两个选项。V-280则得益于其倾转旋翼设计，在最大速度方面具有优势。与 V-280相比，西科斯基-波音的团队认为“挑衅X”在急停阶段性能更优。这是由于“挑衅X”的可逆推进器，它可以迅速反向旋转，并作为一种空气制动，以减缓前进速度直至停止水平方向的运动。该团队还认为，与V-280相比，同轴直升机的旋翼直径更小，将使其能以更紧密的编队飞行，并使着陆区能停放更多的飞机。

报道引述项目管理人员的话称，事实上，“挑衅X”与它打算替换的西科斯基UH-60“黑鹰”多用途直升机的对基础设施的要求几乎相同，这意味着美军不必为适应新飞机而对基础设施做太多改动。麦克布莱恩称：“（使用旋翼机）将需要对战术、技术、程序进行有限的改变，也需要对培训和基础设施进行有限的改变。”

报道称，尽管西科斯基-波音公司的管理人员拒绝透露“挑衅X”直升机的最大飞行速度，但SB-1直升机在去年10月份的试飞中仅用三分之二发动机功率就达到了211节（约390千米/小时）的飞行速度，在俯冲时的速度更是达到了232节（约430千米/小时）。西科斯基波音公司团队预计，美国陆军将在今年晚些时候发布一份关于FLRAA的招标书，预计2022年将授予合同。

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1、倾转旋翼式无人机一研究背景及发展现状：无人机的起源并不算晚，早在1914 年，英国军事航空学会就批准了当时世界上第一个无人机计划，准备用于第一次世界大战。1935 年，DH.82B 蜂王号的诞生给无人机历史上留下了浓墨重彩的一笔，这种飞机采用导航技术，可以自主返回起飞点，使得无人机可以重复飞行，大大提高了无人机的实用价值。此后，一些高精密以及昂贵的设备开始在无人机设计中越来越多的应用，无人机的性能得到大幅度提高。随着航空技术的变革，无人机自主控制程度越来越高，也越来越智能。不仅如此，无人机的结构也不再局限于早期的固定翼结构，随着人们对无人机的应用需求日益增多，许多新型无人机应运而生。由于倾转旋

2、翼无人机机既有旋翼又有机翼,在旋翼倾转过程中气动特性比较复杂,存在着动力学分析、旋翼/机翼耦合动载荷和稳定性等技术难题,因此其研制周期较长、研制费用高等缺点。此外,由于倾转旋翼机采用双旋翼,其飞机设计结构上存在欠缺,在操纵与控制上存在一定困难。其过渡过程的稳定控制是目前最迫在眉睫的问题。国外：目前美国贝尔直升机公司研制出鱼鹰系列的倾转旋翼式直升机并成功试飞，投入使用，但在使用期间也并不是一帆风顺，曾出现过重大事故，欧洲航空工业界也在积极研制倾转旋翼机。1987 年初,“尤洛法”(EuroFAR)的倾转旋翼运输机在欧洲委员会资助下进行了可行性方案论证。1999 年多家欧洲公司联合研究名为“尤洛泰

3、特”(Eurotilt)的倾转旋翼机制造实验台,设计巡航速度 556 千米/小时、航程 1481 千米和使用升限 7620 米。与此同时,意大利阿古斯塔公司宣布一款名为“尤利卡”(Erica)的倾转旋翼机。1999 年 10 月欧洲委员会将“尤利卡”与“尤洛泰特”合并成“第二代欧洲高效倾转旋翼机”。 国内：倾转旋翼机在国内的发展起步较晚,而且主要是对于倾转双旋翼机理论技术方面进行研究。其中南京航空航天大学研究成果比较显著,主要有飞行力学建模、旋翼/短舱/机翼耦合结构气弹响应、过渡过程姿态控制等方面的研究;西北工业大学对倾转旋翼机机构多状态响应及效率进行了研究。中航工业直升机研究所得出了过渡阶段

4、短舱倾转规律。航工业直升机研究所展出了正在研发的一款新概念直升机“蓝鲸”旋翼机，但都处于试验期，没有真正投入使用。二无人机制造材料：通过各种材料强度，刚度，重量，耐腐蚀性，以及价格的考察。我们发现玻璃钢具有轻质高强，耐化学腐蚀，抗微生物作用，成型方便，价格较低的优点。故将玻璃钢作为制作无人机机身及螺旋桨的材料。三短舱旋转传动系统：图一 蓝色构件为1构件绿色构件为2构件黄色构件为3构件灰色构件为机架图二如图所示为短舱的旋转机构原理图（初步设计）。图中1构件为主动件，2构件为短舱的旋转控制构件。当舵机收到控制系统传来的转动信号时，舵机启动输出转矩。1构件绕机架相对转动带动2构件运动，2构件的上下端

5、点以移动副的形式与3构件和机架相连，在2个移动副的作用下使得2构件可以绕水平位置转动一定的角度，通过调整构件3与机架的滑槽长度可以实现0度至90度的角度偏转，通过在滑槽内添加的气动设置可将反馈信号传输给控制系统，使舵机停止工作，同时帮助构件2实现自锁。从而实现了直升模式到固定翼模式的转换。四短舱旋转控制系统：控制简图如下： 图四倾转旋翼无人机具有直升机模式、过渡模式、固定翼模式三种飞行模式。倾转旋翼无人机起飞和降落时,短舱垂直于地面,升力完全由一对旋翼提供;当上升到一定高度,倾转旋翼无人机以直升机模式达到初始转换速度后,短舱倾转 90°到达水平状态。在此过程中,升力由旋翼拉力在重力方

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