塞萨洛尼基大学设计固定翼无人机结构

这款固定翼布局的无人飞行器，在设计阶段就围绕低空长航时侦察作业场景做了针对性优化，整体采用上单翼高置尾撑的气动构型，能够在低亚音速飞行状态下获得更高的升阻比，适配小动力单元下的长续航作业需求，可承担小范围地形测绘、农林长势巡查、近地大气参数采集这类对续航时长有要求、载荷重量不大的作业任务。从结构设计逻辑来看，整机采用一体化流线型机身设计，机头位置预留了任务载荷与动力系统的安装舱段，舱段边界做了圆弧过渡处理，既能够降低飞行过程中的压差阻力，也能为内部的航电设备、动力电池预留足够的安装空间，避免结构干涉。机翼采用大展弦比的平直翼构型，翼尖位置做了小幅上反与切尖处理，能够在降低诱导阻力的同时提升飞行过程中的横向稳定性，减少飞控系统的姿态修正频次，降低作业过程中的能耗。尾翼采用高置的环形尾撑结构，将水平尾翼与垂直尾翼整合为一体化框架结构，既能够提升尾翼的结构刚度，避免飞行过程中尾翼产生气动颤振，也能让尾翼避开机翼下洗气流的干扰区域，提升飞行姿态控制的精准度，在小速度飞行状态下也能保证足够的操纵力矩。整机的安装边界设计充分考虑了便携性需求，机翼与机身采用快拆式连接结构，拆解后可装入常规尺寸的储运箱，单人即可完成外场的组装与转场作业。机身下部预留了通用载荷挂点，可根据不同作业场景更换航拍相机、大气采样模块、多光谱传感器等不同任务设备，挂点位置做了重心配平设计，更换载荷后无需大幅调整整机配重即可保证飞行稳定性。在气动验证阶段，设计过程中通过流体仿真对整机的流场分布做了迭代优化，针对机身与机翼衔接位置、尾撑与机身连接位置的局部涡流做了修型处理，进一步降低了整机的巡航阻力，同时对不同迎角下的升力系数、阻力系数做了仿真校验，确保飞行器在大迎角爬升、侧风飞行等极端工况下仍能保持足够的气动稳定性，不会出现失速等风险。结构选材上，机身主承力结构可采用轻质碳纤维复合材料制作，非承力的整流部件可采用轻质工程塑料3D打印制作，在保证结构强度满足起降、飞行过程中的载荷要求的前提下，尽可能降低整机空重，提升有效载荷占比与续航能力。起落架采用机腹单点式滑橇结构，适配平整草地、硬质铺装路面的起降需求，结构简单重量轻，同时能够吸收起降过程中的冲击载荷，避免冲击传递到机身内部的航电设备造成损坏。