微小型倾转旋翼飞行器具有垂直起降、空中悬停以及高速巡航的能力,能满足多种飞行任务的需要。然而,它与旋翼和固定翼螺旋桨飞机的工作模式差异都较大,这对倾转旋翼桨叶的气动设计提出了严峻挑战。因此开展对微小型倾转旋翼气动特性的研究,设计高效的旋翼来提升飞行器飞行性能显得尤为必要。本文针对微小型倾转旋翼常用的定距螺旋桨,首先基于片条理论,搭建了适用于倾转旋翼的气动理论模型,其次发展了相应的快速数值计算方法,最后将该计算方法与优化算法相结合,开展对旋翼外形的气动优化,使得倾转旋翼具有良好的综合气动性能。本文研究内容主要为以下几点:1)建立了微小型倾转旋翼气动理论模型。基于片条理论,分析推导倾转旋翼在轴流状态及斜流状态的气动特性计算方法,建立适用于倾转旋翼各状态下的气动理论模型。2)提出一种气动性能数值计算方法。基于倾转旋翼气动理论模型,对倾转旋翼在无来流状态以及定常来流状态下的旋翼、倾转、固定翼巡航三个模式进行快速气动分析,主要分析了旋翼倾转过渡过程的气动性能。3)设计并搭建了一套旋翼气动特性测试试验装置,对倾转旋翼在旋翼模式、倾转运动模式、固定翼巡航模式下的拉力及扭矩的进行测试,验证计算方法的准确性。4)提出一种微小型倾转旋翼气动优化方法。采用NSGA-Ⅱ算法对倾转旋翼悬停效率以及巡航效率的最大化进行求解,建立了针对倾转旋翼气动优化的数学模型,能够得到综合性能最优时的旋翼几何特性。