傾轉(zhuǎn)旋翼技術應用在無人機領域?qū)τ跐M足工業(yè)級需求的巨大優(yōu)勢，而從世界范圍來看，傾轉(zhuǎn)旋翼技術還處于起步階段，僅有美國和以色列少數(shù)國家技術相對成熟。

我國在這個技術領域的研究起步相對較晚，且面臨嚴密的技術封鎖，進展較慢。究其原因歸根結底還是因為傾轉(zhuǎn)旋翼技術有許多難點難以攻克，這些難點成為制約研發(fā)傾轉(zhuǎn)旋翼無人機企業(yè)共同的問題，誰能率先攻克這些難點，取得更多階段性的實質(zhì)成果，直至將國產(chǎn)傾轉(zhuǎn)旋翼無人機投入市場應用，誰就能先拔頭籌成為萬眾矚目的焦點。

下面就讓我們首先一起了解一下業(yè)界公認的傾轉(zhuǎn)旋翼技術存在的幾大難點（前方技術高能，請帶好字典前行）：

總體來講傾轉(zhuǎn)旋翼無人機具有三種飛行模式：懸停/小速度前飛的直升機（或多旋翼）飛行模式，巡航和高速前飛的固定翼飛機飛行模式以及從直升機（或多旋翼）模式向固定翼飛機模式轉(zhuǎn)換的過渡飛行模式。過渡飛行模式是傾轉(zhuǎn)旋翼技術的關鍵所在。在不同飛行模式轉(zhuǎn)換的過程中，旋翼的流場與尾跡都很復雜，加之槳葉非正常變化的氣動力直接影響飛行器的平衡和操縱，使快速轉(zhuǎn)換、平穩(wěn)過渡成為難點。具體來看：

難點一：氣動干擾研究

傾轉(zhuǎn)旋翼無人機在兼具直升機（或多旋翼）和固定翼無人機優(yōu)點的同時也兼具二者的動力學問題，其復雜性也大于二者之和。傾轉(zhuǎn)旋翼的氣動干擾問題涉及到旋翼-機翼、旋翼-旋翼、旋翼-機身、旋翼-尾翼等多個方面，其中以垂直飛行和懸停時旋翼-機翼的氣動干擾最為嚴重。由于定點懸停時機翼是固定不動的，受旋翼槳尖脫落的螺旋形槳尖渦干擾，誘導產(chǎn)生的下洗流以接近90°方向撞擊機翼，繼而在機翼上表面形成阻塞的三維效應流場，嚴重影響無人機的穩(wěn)定性。

而且，傾轉(zhuǎn)旋翼無人機性能的一個重要指標是它的有效載荷。在懸停狀態(tài)下，旋翼-機翼氣動干擾對該有效載荷具有重大影響。實驗研究發(fā)現(xiàn)，機翼上的下洗載荷占旋翼總拉力的一部分，這種不利的氣動干擾造成飛機有效載荷的降低。只有正確處理旋翼/機翼氣動干擾，才能提高傾轉(zhuǎn)旋翼無人機的有效載荷。

另外，由于懸停狀態(tài)下的傾轉(zhuǎn)旋翼機存在橫向?qū)ΨQ性，左右機翼上方的氣流在接近飛行器對稱面處相遇，因而氣流轉(zhuǎn)為向上運動。這種運動形成了特有的附著渦分離和氣流再入等復雜現(xiàn)象，直接影響傾轉(zhuǎn)旋翼的氣動特性。

懸停狀態(tài)下傾轉(zhuǎn)旋翼流場示意圖

難點二：飛行控制研究

為實現(xiàn)多種飛行模式多種飛行狀態(tài)的操縱控制，傾轉(zhuǎn)旋翼無人機的操縱控制系統(tǒng)可能是世界上最復雜的飛行器控制系統(tǒng)之一。除了用于普通的固定翼螺旋槳飛機與橫列式直升機（或多旋翼）的操縱控制系統(tǒng)外，傾轉(zhuǎn)旋翼無人機的操縱控制系統(tǒng)還須操縱控制旋翼軸的傾轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)不同飛機模式的功能。在傾轉(zhuǎn)過程中，要同時進行飛機和直升機（或多旋翼）兩種控制系統(tǒng)的操縱，即同時通過操縱旋翼和飛機的常規(guī)空氣動力操縱面，以實現(xiàn)對旋翼傾轉(zhuǎn)和飛機飛行狀態(tài)的控制。其操縱和飛行控制比單一的固定翼無人機和無人直升機（或多旋翼）都要困難許多。特別，傾轉(zhuǎn)旋翼無人機在過渡模態(tài)時，存在明顯的拉力矢量控制特性，由于拉力矢量的存在，三通道之間出現(xiàn)較強的耦合。同時，還存在著氣動舵面操縱與拉力矢量控制之間的協(xié)調(diào)問題，使得過渡模態(tài)下飛行控制系統(tǒng)設計變得更加復雜。因此飛行控制技術是傾轉(zhuǎn)旋翼無人機的另一個關鍵難點。

俯仰控制示意圖

難點三：結構設計研究

傾轉(zhuǎn)旋翼無人機為了適應直升機（或多旋翼）模式的垂直起降、飛機模式的高速巡航飛行以及各種飛行狀態(tài)的控制，在結構設計方面有諸多考究。具體來說，傾轉(zhuǎn)旋翼系統(tǒng)既要適用于高速前飛，又要兼顧垂直懸停效率，槳葉的形狀、扭轉(zhuǎn)及槳轂形式的設計都不同于常規(guī)的旋翼。

而且，在機翼兩翼尖處要安裝旋翼系統(tǒng)，旋翼軸要相對機翼傾轉(zhuǎn)，這就對機翼強度和氣彈穩(wěn)定性提出了更高的要求。這其中也涉及到復合材料方面的技術工藝研究，比如槳葉需要采用彎扭耦合特性更強的復合材料制造，通過復合材料機翼塑造出理想狀態(tài)的氣動，同時也需要復合材料設計優(yōu)化槳尖形狀。另外，如何在不影響飛機的整體強度的前提下，減輕飛機自身的重量，使飛機承擔更多的負載，實現(xiàn)更遠的航程，需要精細和合理的結構設計。

因此，綜合考量各方面要求的設計才能很好的保證飛機的控制精度，減少控制難度，保證飛機的飛行安全，且合理的解決重量與強度之間的矛盾問題。

旋翼機模型的繪制