共轴反桨全自驾大载重无人直升机

一、产品描述

　　   一种行业级、工业级的适合规模化应用无人机平台方案，以兼顾机动灵活性、实用性、大载重、长航时、高作业效率、操控维护便捷等为主要功能目标，平台兼具工业三防和折叠功能，保证作业时安全性以及运输存放时便捷性。

二、任务指标

带载能力：23~25 公斤

飞行时间：约 30 分钟

抗风能力：5~6 级

防水防尘：IP56

三、无人机平台系统组成

      平台采用性能指标较高的电动共轴反桨无人直升机方案，结合“猎户座”智能全自驾飞行控制系统。

1、总体方案

                                                                                                      图 1 无人机平台动力系统布置方案

依据任务载荷需求，结合团队直升机方案设计经验，拟采用共轴反桨直升机方案。方案总体布局见下图 1。其中，中间结构舱（白色部分）存储电池以及内部电子设备。电机、桨叶组成的动力系统位于机体中心。

2、重量预估

       基于总体方案描述及任务载荷需求，对飞行平台重量预估为19Kg（不包含电池），其中机体结构重量约 6 公斤，电机及电子调速器总重约 11公斤，动力线路及飞控系统约2公斤。同时，考虑设备载荷重量以及电池重量，整机满载起飞重量预估约为55Kg。

3、动力系统

      基于公司现有动力系统测试数据库，结合数字仿真计算，针对当前任务载荷及总体方案，在保证方案性能的基础上，拟采用3kw以上级别大功率电机、大尺寸三叶桨以及多组12S大容量高能锂电池方案。

4、尺寸预估

      对于共轴直升机无人机方案而言，机身位于桨叶下方，桨叶尺寸即为无人机最大平面尺寸。结合桨叶基本尺寸，初步确定无人机平台工作状态下整体尺寸如下图 2 所示：

                                                                                                          图 2 工作状态下无人机平台基本尺寸

      实际方案中，若对无人机平台工作状态下尺寸有限制，可适当减小两叶桨尺寸或采用更小尺寸的三叶桨方案（但同时会牺牲旋翼效率，增加电池重量）。

5、折叠机构

      为了便于运输存放，需采用折叠设计。考虑到直升机方案特性，无需另外设计折叠机构，仅需将桨叶采用单侧折叠方式，即可有效减小尺寸以便运输，见下图 3：

                                                                                                    图 3 共轴直升机方案单侧折叠示意图

      为了便于存放，实际批量存放时，可采用两架交错存放方式，如下图 4 所示：

                                                                                                   图 4 无人机平台折叠系统布置方案

折叠后，无人机平台尺寸如下图 5 所示：

                                                                                                      图 5 折叠状态下无人机平台尺寸

6、防护系统

      全机采用防水、防尘设计，可在中雨情况下飞行，可接受喷淋水清洗。全机可按 IP56 防护级别进行设计，即：

（1）防尘：并不能完全防止尘埃进入，但不会达到妨碍仪器正常运转及降低安全性的程度；

（2）防水：防强力喷水对着外壳从任何方向强力喷水都不会造成有害影响。若对全机防尘防水等级有更高要求，可采用关键元器件（如电机）特殊密封处理，按照 GB/T4942 等国标执行。

四、参数指标