[发明专利]一种不同转向的多旋翼无人机重叠式旋翼结构系统及其优化设计方法

权利要求书

1.一种不同转向的多旋翼无人机重叠式旋翼结构系统设计方法，其特征在于：

所述旋翼结构系统包括支架和两组旋翼结构；每组旋翼结构包括桨叶、驱动桨叶旋转的电机以及连接支架的支撑杆；所述支架内具有能源模块，能够为所述电机提供驱动能源；

第一组旋翼结构中的桨叶朝上，第二组旋翼结构中的桨叶朝下，在俯视观察时，两组旋翼结构中的桨叶旋转方向相反；两组旋翼结构的桨叶间隔分布；

周向相邻桨叶的旋转面沿着飞机轴线的投影区域之间具有重叠区域；

两组旋翼结构中的桨叶转速不同，其中所述第一组旋翼结构的桨叶转速高于所述第二组旋翼结构的桨叶转速；

所述旋翼结构系统的设计方法包括以下步骤：

步骤1：旋翼空间位置优化设计：

采用设定的基础旋翼构型作为每组旋翼结构中各个桨叶的初始构型；设置所述重叠区域的位置和面积、两组旋翼结构中的桨叶转速、以及两组旋翼结构中的桨叶旋转面高低差作为设计参数，以旋翼结构系统的升力指标和升力约束进行旋翼空间位置优化设计，将满足的旋翼空间位置设计结果作为中间结果；

步骤2：旋翼效率优化设计：

根据步骤1得到的旋翼空间位置设计结果，以单个旋翼的扭转分布作为设计参数，保持升力约束指标，通过优化设计，得到旋翼结构系统升力最优的旋翼扭转分布设计结果；

步骤3：将步骤1的旋翼空间位置优化设计结果和步骤2的旋翼效率优化设计结果组合，得到优化设计后的旋翼结构系统。

2.根据权利要求1所述设计方法，其特征在于：两组旋翼结构各为四片桨叶，同组间桨叶间隔90°，不同组间桨叶的最小间隔为45°。

3.根据权利要求1或2所述设计方法，其特征在于：相邻桨叶的旋转面投影区域之间的重叠区域呈现叶片状，优化后的面积为12.5 cm²。