第52卷第2期2020年4月
Vol.52No.2
Apr.2020南京航空航天大学学报
Journal of Nanjing University of Aeronautics&Astronautics
四旋翼倾转飞行器操纵冗余设计
杨洋，陈维芹，陈仁良现在高速收费吗
（南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京，210016）
摘要：建立了四旋翼倾转飞行器旋翼、机翼、机身的非线性气动模型和飞行动力学模型，并在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型，根据仿真模型计算各个操纵面的操纵效率，确定了不同状态下各个通道需要用到的操纵方式，结合飞行动力学模型和操纵方式，在纵向通道上进行了全包线的配平计算，表明了操纵策略的可行性。
关键词：四旋翼倾转；飞行动力学；操纵策略；配平计算
中图分类号：V212.4文献标志码：A文章编号：1005⁃2615（2020）02⁃0255⁃09
Design of Redundant Manipulation for Quad Tilt Rotor Aircraft
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YANG Yang，CHEN Weiqin，CHEN Renliang
（National Key Laboratory of Science and Technology on Rotorcraft Aeromechanics，Nanjing University of
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Aeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China）
Abstract:Nonlinear aerodynamic model and flight dynamics model of the quad tilt rotor aircraft are developed by calculating the airframe forces and moments of each component，including rotor，wing and fulage.A simulation model is built under the Matlab/Simulink environment，then according to the simulation model，the control efficiency of each control surface is calculated，and the control methods ud for each channel in different states are determined.Combining the flight dynamics model with control mode，the trimming value with the whole envelope is calculated on the longitudinal channel.The feasibility of manipulation strategies is verified.
Key words:quad tilt rotor；flight dynamics；manipulation strategy；trim人生启示录
四旋翼倾转飞行器(Quad tilt rotor,QTR)左右、前后各有两副旋翼和两个机翼，每个机翼的翼尖装有一个可以倾转的短舱，驱动每副旋翼，当每副旋翼的旋翼轴与机翼垂直时，为直升机飞行模式，当每副旋翼的旋翼轴转过90°后，为固定翼飞机飞行模式，倾转过渡飞行模式介于直升机和飞机飞行模式之间。如图1所示为四旋翼倾转飞行器的直升机飞行模式。从表面上看，四旋翼倾转飞行器仅仅在V⁃22的基础上增加一对机翼和一对倾转旋翼，但四旋翼倾转飞行器的有效载荷能在V⁃22的基础上显著提升，可达到C⁃130的水平，速度超过500km/h。
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四旋翼倾转飞行器除了具有高速巡航和垂直起降能力外，由于增加了一对旋翼和一对机翼，
其图1四旋翼倾转飞行器布局
Fig.1Configuration of quad tilt rotor aircraft
安全试题DOI：10.16356/j.1005⁃2615.2020.02.011
基金项目：南京航空航天大学研究生创新基地（实验室）开放基金（kfjj20170120）资助项目；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目。
收稿日期：2019⁃01⁃08；修订日期：2019⁃01⁃17北京条约签订时间
通信作者：陈仁良，男，教授，博士生导师，E-mail：**************。
引用格式：杨洋，陈维芹，陈仁良.四旋翼倾转飞行器操纵冗余设计［J］.南京航空航天大学学报，2020，52（2）：255⁃263.
YANG Yang，CHEN Weiqin，CHEN Renliang.Design of redundant manipulation for quad tilt rotor aircraft［J］.Journal of Nanjing University of Aeronautics&Astronautics，2020，52（2）：255⁃263.
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