蔡亲玮 王潇宇 郭蕾磊

摘要：随着中国通用航空的蓬勃发展，通航飞行器日益受到行业的关注，包括载人航空、无人机等方面。针对以往的飞行器存在的续航性、安全性、经济性提出一些改进。本文构建出一种采用双轴旋翼控制，搭载动力单元冗余系统，同时具有机臂自动折叠功能的多用途飞行平台。双轴系统相比传统的四、六轴飞行器续航时间更长，同时具有六轴的安全性能。此外，本飞行器具备机臂自动折叠系统，在不工作时可自动折叠，节约收纳空间。以上优势可应用于众多领域例如：未来的飞行汽车、军用航空器、商用无人机等方面。为未来的航空器设计提出了一种新的方案，独特的创新性在未来具有较大的开发价值。

一、未来双旋翼的一些设计思路

（一）减少多余轴数以延长续航时间

以四旋翼为例，目前纯电四旋翼的续航时间一般不过30分钟，其主要原因是受到动力布局的限制，为提升续航。我们采用双轴矢量控制原理，双轴控制需要使用矢量电机座，通过矢量电机座倾转控制来达到飞行器的运动控制。在相同载重情况下，双轴设计由于机械重量的减少和动力系统的优化，提升了飞行器的滞空时长。

（二）设计动力补偿机制

在机械方面，根据双轴的控制原理，将两侧的动力输出定义为一个动力单元，一个动力单元串联安装到一个矢量电机座上。在控制方面，飞控需要单独控制四套电动机。我们通过创新的飞控算法，结合优化的PID控制，实现了通过电机故障动力补偿以达到平稳飞行的目的，即可解决过去电机失控导致坠毁的安全问题。……