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飞翼布局无人机由于其构型优势,升阻性能优良,干净的机头布局,宽大的内部空间,更有利于多种载荷的安放等优势,被越来越多地应用于地质勘探,军事侦察等领域。但飞翼布局无人机因其特殊的气动外形,导致其操稳性能与常规布局无人机相去甚远,无法通过简单的经验进行判断。且面向的探测任务,当前飞控的功能无法满足任务需求,传统飞控开发采用的多次试飞方式既不安全,成本和难度也偏大。因此有必要在设计阶段就详细预测无人机的操稳性能,并基于对无人机操稳性能的研究,搭建软件仿真环境,编写飞控算法,开发适应探测任务需求的飞控。此外,传统的无人机机体设计和制造往往采用复合材料层合板作为无人机蒙皮,但为了保证无人机蒙皮不出现局部屈曲,层合板蒙皮往往厚度较大,反而造成了不必要的重量增加,使无人机无法达到设计要求。因此有必要对无人机机体的结构选材和工艺进行改进,以达到无人机轻量化的要求。本文针对飞翼布局无人机飞行性能难以经验判断的问题,基于飞行力学的基本原理,推导了无人机飞行时遵循的动力学方程组以及受到扰动后的模态方程组,利用XFLR5仿真软件获得无人机的气动参数和导数,通过MATLAB Simulink模块功能对无人机阶跃操纵响应进行了分析,得到了无人机飞行品质预测参数,并通过验证机飞行试验对理论参数进行了对比验证。通过对无人机飞行品质的研究结论,利用plane maker软件对无人机进行建模,并通过HIL硬件在环仿真的方法建立飞控和仿真飞行软件Xplane的通信及参数互通,搭建了无人机实时可视化的软件仿真平台。基于px4开源飞控平台,采用假想追踪点的方法,编写了航线拟合控制算法,使得飞控能适应探测任务中对航线精确拟合的要求。最后,通过长期调研和探索,进行了以泡沫夹芯复合材料为主的无人机全复合材料机体设计,利用CATIA软件对无人机结构进行了建模和简化,采用ABAQUS壳单元对无人机简化结构进行了仿真分析,验证了结构设计的可行性。以湿法制造工艺,对无人机机体结构进行了实际制造生产,探索了一条全复合材料无人机生产线方案。