一种无舵面飞艇的结构设计与建模

飞艇是人类发明的第一种可以自由控制的航空飞行器。经过一百多年的发展，飞艇技术已趋成熟，在广告、通讯中继、高空侦察等方面得到广泛应用。在认真调研了飞艇的技术现状后，发现当前没有适用于封闭环境的小型飞艇的设计。一般飞艇体积过大无法在封闭环境下飞行；或是体积虽小，但其操控性不佳，无法出色得完成任务。如何设计出一款可控的、安全性较高的的飞行器来完成封闭空间内的任务，成了一个亟待解决的问题。本文将对一种室内飞艇的设计和模型的建立作介绍，尤其涉及飞艇设计中最重要的推进器结构设计。推进器的设计要满足能够使飞艇在较小范围内实现前飞、退飞、左右侧飞和上升下降等动作。为此本文提供了一种可三维度变化的推进器，为飞艇提供三维度矢量动力，来实现飞艇的高机动性。

1.1. 传统飞艇简介 飞艇是人类发明的第一种可以自由控制的航空飞行器。如今飞艇作为一种重要的飞行平台在多个领域发挥着重要作用。为了发挥飞艇的优势，要求飞艇能够长时间稳定的滞空，但由于高空作业环境常常会出现风向和风速不定期的改变，加上由于飞艇体积大、惯量大、操控性较差，易受外界扰动，所以要求飞艇的工作环境相对空旷，须在较大空间内实现飞艇的控制。

1.2. 传统飞艇结构 飞艇从机械结构上来说，一般由艇体、尾面、吊舱和推进装置等部分构成，如图1 所示。

1. 艇囊；2.吊舱；3.推进装置；4 舵面 Figure 1. The diagram of airship structure 图1. 推进系统结构图 1234