学位：工学硕士
学科：机械工程
论文题目：共轴双旋翼式火星飞行器主旋翼系统设计与试验研究
- 建立了共轴双旋翼式火星飞行器的桨毂受力数学模型，推导了旋翼挥舞运动方程。确定了旋翼构型、驱动与控制方案，最终完成了主旋翼机械系统与电控系统的总体方案设计。
- 建立了火星大气环境中的共轴双旋翼垂直飞行气动模型。提出以功率负载和品质因数为性能指标的火星飞行器悬停性能评价方法，确定了旋翼总距角和旋翼间距等主要结构参数，完成了主旋翼机械系统结构设计。
- 建立了主旋翼悬停飞行状态变量的数学模型，提出了融合输入前馈和状态反馈的控制律，设计了上下旋翼解耦的俯仰与横滚控制算法。提出了主旋翼气动力和力矩预测方法，设计了基于转速跟随和总距跟随的偏航控制算法。
- 构建了火星大气环境下的共轴双旋翼飞行性能测试试验系统。开展了姿态控制试验，得到主旋翼的俯仰角和横滚角控制精度为2.4°、偏航角控制精度为4.2°，验证了主旋翼系统在模拟火星环境中带载2 kg飞行的能力。
发表论文:
- 朱凯杰, 唐德威, 沈文清, 吕艺轩, 赵鹏越, 邓慧超, 全齐全*, 孟林智, 王彤, 邓宗全, “一种共轴双旋翼式火星飞行器设计及其试验验证,” 宇航学报, 2021. 录用待刊.
发明专利:
- 全齐全, 朱凯杰, 沈文清, 赵鹏越, 唐德威, 吕艺轩, 邓宗全, “火星飞行器上下旋翼间距自动可调的气动特性测量装置,” 申请号: 201910905736.6.
- 全齐全, 朱凯杰, 唐德威, 赵鹏越, 沈文清, 邓宗全, “一种桨距可调的火星飞行器共轴旋翼悬停特性测量装置,” 申请号: 201910906799.3.
- 唐德威, 朱凯杰, 沈文清, 全齐全, 赵鹏越, 邓宗全, “用于测试火星飞行器单轴旋翼系统的悬停特性测试装置,” 申请号: 201910905766.7.
- 唐德威, 全齐全, 赵鹏越, 朱凯杰, 沈文清, 吕艺轩, 邓宗全, “一种垂吊式火星飞行器单旋翼系统气动特性测试装置,” 申请号: 201910905724.3.
- 全齐全, 赵鹏越, 吕艺轩, 沈文清, 朱凯杰, 唐德威, 邓宗全, “手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置,” 申请号: 201910906796.X.
- 全齐全, 赵鹏越, 陈水添, 唐德威, 邓宗全, 朱凯杰, 吕艺轩, “一种直立式火星飞行器单旋翼系统升阻特性测量装置,” 申请号: 201910906824.8.
- 唐德威, 赵鹏越, 陈水添, 全齐全, 邓宗全, 朱凯杰, 吕艺轩, “一种直立式火星飞行器共轴旋翼系统升阻特性测量装置,” 申请号: 201910905758.2.
所获奖项:
- 硕士研究生一等奖学金2次
- 2020年度哈尔滨工业大学优秀学生
- 2020年度硕士研究生国家奖学金
- 2021年度哈尔滨工业大学硕士优秀学位论文奖
- 2021届哈尔滨工业大学优秀毕业生
参与项目:
- 2020年1月至2021年6月，参与国家自然科学基金重点项目：火星旋翼飞行器设计理论与控制技术研究