倾转旋翼无人机兼顾了旋翼和固定翼无人机垂直起降和高速前飞的特点,其复杂的飞行方式给无人机带来了较大的气动影响。本文以飞翼布局倾转三旋翼无人机为研究对象,针对传统倾转旋翼无人机载重较小,续航时间较短的问题,论文提出一种前后三个旋翼均可倾转的飞翼布局倾转旋翼无人机构型方案,通过对其计算、建模和仿真分析,设计出满足任务要求的倾转三旋翼无人机,并采用计算流体力学的方法对其进行气动特性研究。首先,根据设计要求,进行总体布局对比和选择,按照所选飞翼布局,确定倾转三旋翼无人机的总体参数,并对无人机进行机翼、机身、操纵面、翼梢小翼、动力装置和倾转机构的计算、设计和建模,及起落架的设计。然后,采用多重参考系建立了适合飞翼布局倾转三旋翼无人机的数值计算方法,并运用CATIA软件进行了螺旋桨CAD逆向建模,通过对螺旋桨拉力和功率试验值与计算值的对比,验证了本数值计算方法的有效性。最后,基于已建立的气动模型和数值计算方法,通过Fluent软件计算和分析该布局倾转三旋翼无人机在悬停垂直爬升状态、前飞和倾转过渡状态,有无螺旋桨对机体的气动影响,无人机前飞状态横航向及纵向静稳定性。仿真结果表明,悬停状态下,旋翼对机体的下载荷几乎可以忽略不计,但垂直爬升状态,旋翼的存在导致机体受到更大的阻力和更大的俯仰力矩。在前飞状态,无人机具有较好的横航向及纵向静稳定性,旋翼的存在能有效提高机体的升力,但旋翼的干扰使得全机升阻比减小;倾转过渡状态下,随着倾转角度的增加,升力和阻力先减小而后增大,机体出现先抬头而后低头的趋势。本文计算仿真分析得到的不同飞行状态气动特性规律曲线,为该布局倾转三旋翼无人机的设计和后续的控制研究提供了理论基础。