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摘要
针对传统复合翼垂直起降（vertical take-off and landing, VTOL）无人机（unmanned aerial vehicle, UAV）垂直机动时间短的固有缺陷，提出了一种应用油电混动技术的直驱混合动力系统拓扑结构。面向起飞质量约15～20 kg的复合翼垂直起降无人机对直驱混合动力系统的软硬件进行开发与选型，设计出了满足上述起飞质量下功率需求的直驱混合动力系统。为对动力系统的设计方法进行验证并在探究其特性规律的基础上建立简化的直驱混合动力系统数学仿真模型，搭建了能够在地面模拟搭载直驱混合动力的复合翼垂起无人机飞行工况与工作模式的直驱混合动力系统地面一体化验证平台。基于此验证平台，设计了直驱混合动力系统特性一体化探究试验方案，采用试验建模法建立了简化的直驱混合动力系统的稳态与动态数学仿真模型，通过仿真与实物对比试验分析法，验证了试验方案的可行性与模型准确性。直驱混合动力系统配装复合翼垂直起降无人机搭建飞行验证平台并完成垂直机动飞行试验，试验过程中，全系统工作正常，飞行验证平台垂直机动时间超过预期指标。飞行试验结果表明，直驱混合动力系统设计方法是正确且有效的，动力系统具有良好的功率输出表现，能够改善复合翼垂起无人机垂直机动时间短的固有缺陷。
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单位电气学院; 中国民用航空飞行学院
