垂直起降固定翼巴拉斯无人机结构设计

刚拿到这套构型需求的时候，最先卡壳的是翼臂和主翼衔接处的公差匹配，最初打样的3D打印件装上去，旋翼运转到额定转速时翼根处会出现0.2毫米左右的窜动，飞控悬停时的姿态解算会被这个微幅振动带偏，后来反复调整了翼臂碳管的嵌入深度，把衔接处的限位凸台做了1.5度的微倾角，才把振动幅值压到飞控可接受的阈值内。尾翼的构型最初选的是常规平尾加垂尾的布局，试装后发现前拉旋翼的下洗气流会直接打在平尾上，垂直起降阶段的舵面效应急剧衰减，甚至会出现舵面反向扰动的情况，索性改成了下置式的垂尾兼做尾撑结构，既避开了旋翼下洗的干扰区，还能省掉一组尾翼支撑件，整机空重降了将近40克。做曲面过渡的时候，机头整流罩和主翼前缘的曲率连续调了不下七次，最初的曲面在转档到工程图环节总会出现局部面破碎的问题，后来把拼接处的G2连续公差从默认的0.01调到0.005，再把碎面重新做了桥接，才解决了跨格式打开时的破面问题，也顺带优化了机头的迎风阻力，巡航状态下的升阻比提了大概8个百分点。四个旋翼的安装座特意做了快拆结构，最初的方案是螺丝直接锁在碳管上，外场作业时要是碰到电机炸机损坏，拆换要拧六颗螺丝还得重新调电机水平，现在的快拆座只需要扳开卡扣就能取下电机座，定位销直接保证安装精度，不用每次换件都重新校准动平衡。主翼的翼型选的是低速高升阻比的平凸翼型，一开始担心垂直起降阶段翼面会阻挡旋翼下洗气流导致升力损失，特意在翼臂和主翼的衔接处做了局部的翼型修型，把下表面的弧度做了微收，让下洗气流能顺着翼面平滑导走，实测悬停状态下的升力损失比最初的构型少了12%左右。电池舱的位置也反复挪了三次，最初放在机头位置，垂直起降时重心偏前，前飞阶段倒是配平合适，但悬停时需要前两个旋翼额外输出拉力维持姿态，耗电快了不少，后来把电池舱挪到机翼气动中心稍靠前的位置，既保证了前飞时的静稳定度，悬停时四个旋翼的拉力输出差控制在5%以内，续航时间多了将近七分钟。起落架最初用的是细钢丝弯折的结构，重载降落时容易蹭到尾翼，后来改成了和尾撑一体化的碳杆起落架，着舰或者野外硬着陆时的缓冲行程足够，也不会出现结构干涉的问题。整套结构做完实测的时候，垂直起降转平飞的过渡阶段没有出现姿态掉高的情况，舵面和旋翼的动力切换逻辑匹配度很高，哪怕是在三级风的野外环境，起降阶段的姿态保持也足够稳定。