长航时固定翼PX-01航空测绘无人机结构设计

　　这款固定翼无人机的结构设计围绕低空航测作业的实际需求展开，整体采用常规布局搭配双尾撑结构，在保证机身内部设备安装空间的同时，有效缩短了尾翼力臂的结构重量占比，相比同量级单尾撑固定翼，双尾撑结构能让垂尾布置在平尾两端，大幅提升航向稳定性，尤其适合在山区、沿海等存在紊流的作业空域执行长航线任务。机身主体采用流线型修形，从机头设备舱到机尾动力段的截面平滑过渡，尽可能降低巡航阶段的压差阻力，配合大展弦比上单翼布局，能够在较低的动力输出下维持较长的留空时间，适配大面积国土测绘、林业资源普查、河道巡检这类需要长航程覆盖的作业场景。

　　起落架采用前三点式布局，前起落架布置在机头下方重心靠前位置，两个主起落架安装在机翼中段下方的承力结构处，三个机轮均采用小直径轻量化橡胶轮，搭配简易阻尼减震结构，能够在硬化铺装路面、平整土质跑道完成起降，不需要专用的弹射架或者拦阻设备，降低了外场作业的配套装备要求。前起落架带有转向结构，可配合地面站指令完成滑跑阶段的方向修正，主起落架的安装位置经过重心配平计算，保证滑跑起降阶段的抬头力矩可控，避免擦尾或者拿大顶的起降风险。

　　机翼采用上单翼安装形式，机翼与机身的连接位置设置在机身上部的承力框处，这种布局一方面能让机翼下方的机身、起落架不会对下洗气流造成过多干扰，提升低速飞行阶段的升力效率，另一方面也能让挂载在机腹位置的航测相机、激光雷达等载荷拥有更开阔的对地观测视野，不会被机翼结构遮挡拍摄视角。机翼本身采用相对厚度较小的平凸翼型，在巡航速度下拥有较高的升阻比，翼尖设置了小尺寸端板，能够抑制翼尖涡流的诱导阻力，进一步提升航程表现。尾翼部分，水平尾翼连接在两个尾撑末端，垂直尾翼分别安装在平尾两端，双垂尾的布局能够在机身侧方留出足够的螺旋桨滑流通道，不管是尾推还是前置拉进的动力布局，都能降低动力气流对尾翼操纵效率的干扰，同时双垂尾的冗余设计也能在单侧垂尾出现结构损伤时，保留基本的航向操纵能力，提升作业飞行的安全性。

　　机身内部的舱段划分从前往后依次为任务载荷舱、飞控设备舱、动力能源舱，各舱段之间设置独立的承力隔板，避免不同设备之间的振动干扰。任务载荷舱位于机头重心位置，预留了标准的航测设备安装支架接口，能够适配不同画幅的正射相机、多光谱传感器、小型激光雷达等作业载荷，安装支架带有减震阻尼结构，能够过滤发动机或者电机运转带来的高频振动，保证航测数据的成像清晰度。飞控设备舱布置在载荷舱后方，紧邻整机重心位置，能够降低飞控IMU的位置误差，提升姿态感知精度，舱内预留了足够的布线空间，支持数传、图传天线的馈线布置，天线出口设置在机身背部，避免机身结构对信号的遮挡。动力能源舱根据动力形式的不同，可以布置油动发动机或者高能量密度电池组，舱段设置了通风散热通道，能够在飞行过程中引入冲压空气为动力系统散热，避免长时间巡航出现动力过热的问题。

　　整机的结构连接大量采用快拆设计，机翼与机身、尾撑与机身、尾翼与尾撑之间的连接均采用定位销加锁紧卡扣的形式，不需要额外的工具就能完成拆解与组装，拆解后所有部件能够放入标准的航空运输箱，方便外场作业时的转场运输。各结构部件的选材兼顾强度与轻量化要求，主承力结构采用航空层板加碳纤维加强筋的形式，非承力的整流罩部分采用轻质复合材料成型，在保证结构强度满足机动飞行载荷要求的前提下，尽可能降低整机空重，提升有效载荷的携带能力。

　　在实际作业场景中，这款无人机能够按照预设航线完成自主飞行，配合地面站系统可以实现航点的自动规划、作业重叠率的自动计算，不需要飞手全程手动操纵，能够大幅降低航测作业的人力成本。相比多旋翼无人机，固定翼的布局让它拥有数倍的作业效率，单架次起飞就能覆盖数十平方公里的作业区域，非常适合大面积的地理信息采集、农业长势监测、应急救灾测绘等任务场景。结构设计阶段也充分考虑了外场维护的便捷性，所有易损部件比如螺旋桨、起落架轮、舵机等都采用通用标准件，出现外场损伤时能够快速更换，不需要定制专用配件，降低了作业的后勤保障压力。