垂直起降固定翼无人机发展现状与技术要点分析

基金项目：2022年度省级质量工程项目“梅源技能大师工作室”(项目编号：2022jnds062)；2024年度现代职业

教育科教融汇课题(重大项目)“高职院校‘大专业小方向’培养模式的探究与实践”(项目编号：KJ2024Y0009)；2024年度安徽省高校科学研究项目（重大项目）“基于人工智能的可再生能源电力系统运行框架的研究”（项目编号：2024AH052019）；自然科学类三类科研项目（重大项目）“飞行管理系统研发技术服务”（项目编号：Wzyhx202401）。2025年度校级科学研究项目“畸变-雷诺数对压气机气动性能耦合影响的数值研究”（项目编号：wzyzr202516）。

作者简介：王磊平，芜湖职业技术学院，助教；汪新伟，芜湖职业技术学院，副教授。

垂直起降固定翼无人机发展现状与技术要点分析

王磊平 汪新伟

【摘 要】为推动无人机领域进步，在军用和民用领域发挥垂直起降固定翼无人机的最大价值，文章围绕此类无人机的发展现状和关键技术进行分析，从飞控系统、混合动力系统等多个角度探讨垂直起降固定翼无人机的技术要点。研究认为，垂直起降固定翼无人机在研发和使用过程中，各类技术要点的应用直接影响无人机的功能和作用。通过严格把控各项技术的应用要点，合理选择技术手段和设置相关参数，有利于发挥无人机在机动性、巡航速度、巡航时长等方面的优势，更好地满足不同领域对垂直起降固定翼无人机的使用需求，实现此类无人机的最大应用价值。

【关键词】垂直起降固定翼无人机；发展现状；技术要点引言

垂直起降固定翼飞行器是一种对起降场地要求低，适用于大范围、长航时作业任务的场所，在无人机领域是研究的焦点。垂直起降固定翼无人机同时具有多旋翼无人机和固定翼无人机的优势，一般是在固定翼机体的基础上安装旋翼系统的布局形式，在保留固定翼无人机速度、航程和平台效率等优势的基础上，赋予无人机垂直起降的能力，大幅提高平台的敏捷性，从而拓宽无人机的使用场景。目前，垂直起降固定翼无人机由于能实现原地起降和空中悬停，并且巡航时间较长，在现代社会领域的应用场景越来越广，了解此类无人机的发展现状和技术要点，对进一步发挥垂直起降固定翼无人机的作用具有重要意义。

一、垂直起降固定翼无人机的发展现状

无人机在军事、民用等领域的应用发展，对无人机起降方式提出了更高的要求，其中垂直起降技术应用于无人机已经成为必然发展趋势。在现代科技不断进步的背景下，无人机呈现多样化、智能化等特征，其中垂直起降固定翼无人机是无人机行业的发展重点。第二十五届中国国际高新技术成果交易会上，首次亮相的双飞翼垂直起降固定翼无人机，标志着我国在垂直起降固定翼无人机研发上更上一层楼。该无人机可实现竖直状态下的垂直起降，起飞后还可以实现正常水平的平飞，采用全球首创的“双飞翼+多旋翼”的气动布局，可以在-40℃、海拔5500米和7级强风中完成正常起降

飞行任务。双飞翼垂直起降固定翼无人机采用新能源锂电池，在垂直起飞时旋翼能提供向上抬升的动力，在无人机转为平飞后旋翼又转化为水平推力，大幅提高能效利用率，也使无人机具备较高的载重能力与续航时间。双飞翼垂直起降固定翼无人机的研发，帮助我国打破了传统四轴、八轴无人机面临的起降场地的限制，可以在陆地、水面、舰艇等任意场所完成起降任务，不需要配置弹射升降伞。无人机平飞后，能拥有较大的飞行速度，以及较强的机动性和生存能力。

目前，垂直起降固定翼无人机主要分为三种构型，分别为倾转旋翼布局、升推复合布局和尾座式布局。这三种垂直起降固定翼无人机有着相似的飞行方式，都是在起飞时通过动力装置提供的垂直方向的推力或拉力来实现垂直起飞功能，并且在水平方向上能够对无人机的飞行姿态进行灵活调节，控制特点与多旋翼无人机类似[1]。

二、垂直起降固定翼无人机的技术要点

（一）飞控技术1.反馈线性化

反馈线性化是一种比较先进的控制算法，主要用于解决非线性控制系统。一般在垂直起降面临大仰角姿态的应用场景，反馈线性化算法能表现出较强适用性，通过设计先进的控制率，以及对非线性系统状态方程实施微分处理，获得具备线性关系的伪线性系统，有效抵消传统系统当中存在的非线性项，使闭环系统的动态特性转化为线性系统形式。反馈

PAGE 64