董鹏程 李爱国 余 跃 曹 煜 柴嘉薪

北京航天自动控制研究所， 北京 100854

0 引 言

旋翼机早于直升机出现，其在旋翼原理与技术等方面的突破为后来直升机的诞生与发展奠定了基础。由于独特的气动构型，它既有不同于直升机和固定翼飞机的地方，又有与二者相近的地方。旋翼机的机身上方有与直升机类似的旋翼，与直升机不同的是它的旋翼是无动力的，依靠相对气流的带动实现自转，为旋翼机提供升力。另外，旋翼机在机身前进的方向上安装有发动机，依靠发动机驱动螺旋桨旋转提供推力或是拉力，使飞机向前飞行，这一点与固定翼飞机类似。从外在构型上看，无人旋翼机属于旋翼类飞行器；由于其特殊的构型，具有结构简单、经济性好、起降距离短、飞行安全性高及振动噪声低等优点[1]，旋翼机在民用及部分军用场合有着较为广阔的应用前景。

目前国外对于自转旋翼机的飞行性能及建模研究均是针对有人自转旋翼机。Houston[2]等以轻型有人旋翼机为研究对象，开展了旋翼机空气动力学建模及旋翼空气动力学的研究，并通过飞行试验的数据修正了建模的不足。Niemi和Gowda[3]通过数值计算和试验等手段从旋翼挥舞运动和转速变化等角度对自转旋翼机的气动特性进行了研究。国内对无人自转旋翼机的研究大多都是建模与数学仿真。南京航空航天大学直升机设计研究所在自转旋翼气动特性方面进行过研究，并曾经配合军方和民营公司从国外引进小型旋翼机，积累了一定的旋翼机设计和使用工程经验[4，5]。……