文档介绍：报告题目:小型多功能飞艇学生姓名:杜昊,任伟,古田,吕文斌学院名称:机电工程学院指导教师:古乐副教授课题研究目的该项目针对传统静升力飞艇的弱点,着力于设计开发一种速度更快、抗风能力更强、机动性能更好的小型浮空平台,可以搭载多种任务模块,适于在城市、山区等气流条件复杂的空域执行任务,并制作出功能类似的小比例模型。该平台以半刚性气囊为浮升体,动力采用矢量推力螺旋桨,可垂直起降,提高机动性能;利用无线数传模块进行无线数据传输与遥控,且可进行实时视频采集与传输;艇内控制信号采用光纤传输,减小重量,避免电磁干扰,提高系统可靠性。基本功能与性能要求如下:有效载荷2-3kg最大起飞重量16-18kg巡航速度20-40km/h最大飞行高度>500m功率输出400-600W续航时间>30min遥控距离>1km课题背景飞艇,作为一种以艇囊中充轻于空气的氦气形成浮力升空、既节能又环保的“绿色航空器”,其诞生已有150年的历史了。近几十年来,随着航空技术的发展,特别是新型复合材料与推进技术的实用化,使得飞艇的发展“突飞猛进”,势头强劲,展望未来,前景看好。当前世界上,飞艇发展有三个“热点”:中低空软式飞艇、高空飞艇、大载荷巨型飞艇。而飞艇的不断发展也在向人类社会的民用、商业、军事等方面渗透。此外,在遇到类似汶川大地震等自然灾害中,由于道路阻断,天气恶劣,重型机械工程机械设备难以在第一时间抵达一线灾区。而利用飞艇便可解决疏散人员,运送物资等刻不容缓的问题。可见在应付大型自然灾害时,飞艇也可凭借其对起飞降落条件要求较低的特点发挥其作用。研究现状:民用方面,以中低空软式飞艇为主,中低空(3000米左右)中小型软式飞艇,分为有人驾驶、无人驾驶、系留式三种,它们均系百年飞艇历史上已经很成熟的飞艇技术。由于在军事上、商业上均有广泛功能,而且具有造价低、研制周期短、易于设计和制造、安全可靠、低能耗、低噪音、维护简单易行等诸多独特的优势。因而,各国都重视中小型军民通用多用途软式飞艇的制造,使其在军事和民用方面发挥重要作用。中小型飞艇对于建筑施工,电力系统缆线布设,均可提供足够的支持,另外,一些发达国家还出现了有关巨型豪华观光的飞艇的设计,而在北京奥运主体育馆的设计方案中也有提出用飞艇来吊起体育馆顶棚的设计,因此凭借其得天独厚的优势飞艇在民用方面将具有相当可观的发展前景。军事方面,现代战争面临陆、海、空、天、信息等五位一体作战领域。高度≤20千米有飞机,≥100千米有卫星,20千米~100千米的平流层尚无任何飞行器占领。各国军事家们从未来作战考虑,争相研制所谓HAA-高空飞艇,以攻占平流层。美国正在研制一种世界上最大的高空飞艇HAA,打造几万米高空“流动哨”。这种如摩天大厦般高大的无人驾驶飞艇,将会沿着美国边界的高空巡弋、担任不用休息的“流动哨”。它可以有自主飞行能力,又具有遥控飞行能力。它的起飞、下降和返回都能进行控制。它将是美国国家导弹防御系统(NMD)上的新角色。这种优势是任何它类无人机(无人飞机、无人直升机)和高空侦察飞机无法做到的。巨型飞艇无可比拟的载重能力和极高的性价比以及飞艇超长的持续工作时间更为大规模的军事输送提供了极大的帮助。商业方面,中低空软式飞艇为广告作业提供了良好的平台,基于现代经济发展商业运行之需,发展以飞艇为基础的现代巨型飞行器,在全世界“雨后春笋”般地活跃起来,其在能耗,运费,环保等发面都具有飞机,轮船无法与之相比的独特优势。现代世界上正在研制着的巨型飞艇有美国“海象”计划中的巨型飞艇、美德合资的CL-160巨型飞艇、英国的“天猫1000巨型飞艇”、俄罗斯巨型飞艇等,达十几种型号之多,可见其发展势头之强劲。与传统的飞艇相比,未来飞艇具有如下发展趋势:,效率高;,载重大;;,无需专用场地降落;。,污染少,环保性好。3、课题研究主要内容本飞艇—地面站系统,可分为4大模块:飞艇平台,地面站,无线数据传输系统与任务载荷,各模块之间技术相对独立。总体结构框图:图1总体结构框图飞艇平台模块气囊容积18立方米,采用NPL低阻力艇囊外形,气囊材料为PVC/PA复合膜,高频热合粘接,尾翼材料为KT板,用于调节俯仰、滚转与偏航;结构组材料为木材与碳纤维,用于加强局部结构强度;两台可倾转螺旋桨引擎,无刷直流电机驱动,无位置传感器三相PWM控制调速,单台输出功率200-400W;,6800mAh,Li-Po电池;采用AT89S52单片机作为控制与信号处理单元;舵面控制、涵道风扇矢量控制选用57g舵机控制,扭矩>9kg*cm;艇上数据传输采用光纤传输系统实现,与普通电缆相比,由于飞艇上无线设备较多,光纤基本上不受电磁干扰的影响,且仅需要一根传输线,重量较电缆