增升增效倾转翼农用植保无人机的设计与仿真

作     者：吕佳 刘知杰 林尤鑫 魏玉 李继宇 LV Jia;LIU Zhijie;LIN Youxin;WEI Yu;LI Jiyu

作者机构：华南农业大学工程学院广东广州510642 华南农业大学电子工程学院广东广州510642 

出 版 物：《华南农业大学学报》 (Journal of South China Agricultural University)

年 卷 期：2022年第43卷第4期

页      面：125-132页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：广东省自然科学基金(2021A1515010736) 大学生创新创业训练项目(202110564072,202110564073) 

主　　题：倾转翼 植保无人机 气动仿真 增升 增速 升力系数 

摘      要：【目的】为满足无人机田间作业既具有旋翼机灵活起降的功能又具备固定翼长航时的特征,设计了一种X字布局的旋翼、固定翼混合结构且具有倾转功能的新型农用植保无人机。【方法】根据农田喷施作业的负载动力要求对无人机的增升装置进行了翼型和参数的设计。利用SolidWorks软件搭建了植保无人机的机体结构,使用Fluent软件结合Spalart-Allmaras湍流模型,对植保无人机增升增速参数进行了气动仿真分析。【结果】仿真试验发现,升力系数与迎角和空速呈正相关,其中,迎角从4°至6°变化时的影响较为强烈;迎角对应5°~30°前倾角时,升力系数达到0.81。在5 m/s的空速下,迎角和前倾角的关系几乎呈线性分布,机头前倾即可增大升力系数,进而增加有效负载,使得整体植保无人机的作业效率得到提升。【结论】本文为设计倾转翼植保无人机提供了理论依据,也为植保无人机延长续航时间、提升作业效率打开了新思路。