22、固定翼无人机中冲压空气涡轮与操作员因素评估

固定翼无人机中冲压空气涡轮与操作员因素评估

1. 冲压空气涡轮（RAT）在固定翼无人机中的应用

在无人机的运行中，冲压空气涡轮（RAT）的应用为应对电力供应故障提供了一种解决方案。

1.1 不同下滑条件下的功率需求

不同下滑角度（γ）下，为无人机航空电子设备供电所需的功率系数（CP）不同。具体数据如下表所示：
| 下滑角度（γ） | 飞行效率 | 速度 | 所需 CP |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 1.9° | 30 (max) | 16.3 m/s | 0.42 |
| 2° | 28.6 | 18.8 m/s | 0.27 |
| 2.1° | 27.3 | 20.2 m/s | 0.22 |

从表中可以看出，下滑角度为 2°时，所需的 CP 值较为可行，且飞行效率不会大幅降低，因此适合作为研究的下滑角度。

1.2 优化 RAT 的特性

通过参考相关文献初始化输入参数，并对涡轮的实体度、桨距角和叶片数量进行仔细调整，得到了优化后的 RAT 特性，如下表所示：
| 翼型 | 叶片数量 | 转速 | 桨距角 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| SG6043 | 3 | 5900 rpm | -10° |

优化的目标是在不产生过多推力（避免增加无人机阻力）的情况下获得所需的功率。

1.3 QBlade 软件的使用

QBlade 是一款用于涡轮计算的开源软件，用于优化叶片。其操作步骤如下：
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