题目：小型武装无人直升机系统关键技术研究

小型武装无人直升机系统是以打击非装甲轻型车辆和低价值人员目标为主要任务，将微型武器综合到原用于情报侦察和监视的小型无人直升机系统中，形成具有侦察和打击一体化能力的小型无人机系统，具有机动灵活、作战效费比高和造价低廉等特点。为了设计能够搭载武器并进行武器发射的小型武装无人直升机系统，解决在设计过程中遇到的关键技术问题，本文针对总体及升力系统、动力传动系统、机载武器系统、飞行动力学特性、武器发射直升机动态响应数值计算等方面进行了深入的研究，完成了某小型武装无人直升机及其系统的方案设计。本文的主要研究内容如下：（1）依据总体设计各项指标要求，确定了直升机总体参数和气动布局；分析了旋翼系统和操纵系统的型式和特点，设计了带预锥角的跷跷板式旋翼系统、桨距混控系统、半差动操纵机构以及贝尔希勒伺服小翼，解决了小型共轴式无人直升机总距与航向混控及操纵稳定性问题。（2）分析了动力系统的类型和特性，设计了基于不同动力装置的动力传动系统方案，提出了电动直升机的飞行性能计算方法，计算并比较了基于不同动力传动系统的直升机飞行性能。（3）研究了无人机的机载武器系统，初步选择微型导弹作为小型无人直升机挂载的武器，进行了武器挂架的结构设计和改进，确定了机载武器挂载和挂架方案；采用三维实体设计、有限元分析等方法对挂架结构和弹架系统进行结构动力学特性和模态分析，解决机载武器与飞行平台机械接口问题，避免发生弹架系统与直升机共振问题。（4）建立了小型武装无人直升机的飞行动力学模型，进行了配平计算并分析了不同武器挂载方案的直升机操稳特性和飞行性能；通过系统辨识飞行试验，得到了纵横向动力学的系统辨识模型，并与理论计算模型进行了时域验证，为飞行控制系统控制率设计提供理论支持。（5）分析并考虑了武器发射后机体质量、重心和惯量的变化，建立了武器发射下线性化和非线性直升机运动方程，采用变步长的龙格—库塔法对微分方程组进行解算，得到了非线性动态响应计算方法是适合小型无人直升机武器发射动态响应计算的结论。分析了动态响应计算结果，明确了适合小型武装无人直升机的武器发射模式。（6）在以上研究的基础上，进行了直升机总体布局、重量分配等设计，经过各系统选型和协调，得到了满足设计要求的飞行平台总体设计方案和具有“侦察—打击”一体化作战任务能力的无人机系统集成方案；进行了无人机系统自主飞行试验，初步验证了侦察型无人机系统的功能和性能。本文从总体设计角度出发，研究了小型武装无人直升机系统研制过程中遇到的关键技术问题。完成了飞行平台关键子系统和机载武器挂架的理论分析和结构设计研究，形成了子系统和机载武器挂架的分析和设计方法；进行了武装无人机飞行动力学特性和动态响应计算研究，结合系统辨识飞行试验，形成了小型武装无人直升机的飞行动力学和机体动态响应的分析方法；完成了某型小型武装无人直升机及其系统的总体设计方案，形成了一套较完整的合理可行的小型武装无人直升机系统集成设计方法。