四旋翼與傳統直升機特性比較研究

Translated title of the thesis: Flight Characteristics Comparison between Quadrotor and Conventional Helicoptor
  • 林 俊杰

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

在早期直升機發展過程中,航空先驅們嘗試了各種的構型,然而自從塞考斯基(Sikorsky)公司的XR-4服役,直升機實用化以來,大部分直升機構型皆為大眾所熟知的一個主旋翼,加上一個尾旋翼之構型,亦可稱為傳統型的直升機。近年來,四旋翼構型直升機的研究越來越多,成為一個熱門的研究項目,屢屢搶攻新聞版面。每當媒體報導此型飛行器時,常稱其特性為穩定性較佳、載重量大等。然而,四旋翼構型飛行器與傳統直升機相較之下,兩者特色各為何?適用之時機與考量為何?有其探究之必要,亦為本研究欲探討之重點。 本研究藉由各式文獻與資料之蒐集與整理,將直升機的構型加以分類,並探討其原理與特性,以對直升機之各種構型有一基礎之認識,而後在四旋翼機的外尺寸與傳統直升機主旋翼直徑相等的原則下,利用一架四旋翼無人飛機,以及一架傳統構型的遙控直升機,以實際飛行測試的方式,對兩者特性做一比較。經研究發現,四旋翼機之轉盤受力約為傳統直升機之四倍,傳統直升機的最大載重則約為四旋翼機的兩倍,效率值兩者幾乎相等,滯空時間以傳統直升機較長,傳統直升機之振動性也較四旋翼機大,在操控上以四旋翼機較為簡易,在動力選擇性上以傳統直升機較佳,但四旋翼機在設計及應用上有較高的彈性,噪音方面以傳統直升機較大,在抗風性上傳統直升機可抵抗來自各方向的風,而四旋翼機則是無法抵抗上升氣流。 未來預料將可再見到更多新穎獨特的四旋翼航空器問世,目前全球各先進國家皆對多旋翼航空器進行研究,並發展各式創新的載具與應用,且由於無人飛行載具不需航空認證程序,若台灣可在多旋翼航空器領域投注更多研發資源,以台灣優秀的創意、加工及電子技術,將有機會與全球並駕齊驅,甚至領先全球,值得台灣產、官、學、研各界一同努力。
Date of Award2014 Jan 29
Original languageChinese
SupervisorWei-Hsiang Lai (Supervisor)

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