针对现有倾转旋翼飞行器垂直起降模式下,旋翼下洗气流受到机翼阻挡使得旋翼气动效率下降的问题,设计了倾转翼无人机。为解决倾转翼无人机倾转过程中的传动和控制问题,本文结合结构、气动等学科对倾转机构设计进行了大量分析工作。主要工作如下:1.根据倾转翼无人机的实体模型,在CATIA三维建模软件中建立无人机的三维模型,并在ANSYS Workbench软件的网格模块中生成无人机计算流场的网格。2.为实现对倾转过程中定高飞行的要求,本文采用动量源方法模拟旋翼对流场的作用,结合计算流体力学(CFD)和传统动力学数值计算方法,采用滑移网格的方式在过渡段对无人机倾转过程非定常状态进行数值计算,得到倾转段机翼攻角与前飞速度、旋翼拉力等方面在过渡段过程中的走廊曲线,为飞机定高飞行控制提供依据。3.根据倾转翼飞机过渡段的受力特点,设计出一种能够满足倾转翼无人机转换飞行模式的倾转装置。装置采用密度较小的复合材料POM制作,并在Workbench中对其进行瞬态动力学仿真,分析材料的许用应力是否能够满足装置的使用要求。经过对比和分析后表明,无人机从垂起模式向平飞模式转换过程中随着倾转翼攻角的变化,旋翼的效率逐渐降低;通过拟合倾转翼无人机过渡段走廊曲线,可使定高飞行控制系统设计难度大大降低;本文设计的倾转装置可以满足设计要求,蜗轮蜗杆的接触应力远小于材料的许用应力,满足装置使用的强度要求,对其进行应力循环10~7次数以后,材料的强度还是能够满足要求,说明在此种受力条件下本文所采用的蜗轮蜗杆装置的寿命在理论上是接近无限的,可永久使用。