随着小型无人飞行器工作环境和类型的日趋复杂,具有垂直起降和高速巡航能力的倾转旋翼飞行器开始承担越来越多的飞行任务。针对目前小型倾转旋翼飞行器无法同时满足载重和翼展设计要求的问题,论文提出一种具有四个可倾转旋翼、双排机翼且无可动尾翼的“工”型布局的倾转旋翼飞行器设计方案。通过选型、计算、建模、仿真分析与试验验证,设计出符合要求的倾转旋翼飞行器。首先,按照“工”型布局,对飞行器的机翼、机身进行选型、设计和计算,确定其技术参数;针对倾转机构,按照产品“六性”对三种倾转机构进行计算、分析、比较和选择后,校核所选倾转机构的关键零部件。采用FLUENT模拟旋翼在不同倾转角度下产生的滑流对机翼气动特性的影响。仿真结果表明:旋翼产生的滑流对机翼的影响面积为33.5%,随着倾转角度的增大,产生的滑流逐渐减小机翼的升阻比。其次,针对倾转旋翼飞行器在倾转过渡阶段存在的不稳定因素,提出解决方案:当飞行器由悬停向巡航过渡时,飞行器采用在旋翼模式获得巡航速度,短仓快速倾转的方式实现了飞行器的稳定倾转;而飞行器在由巡航向悬停的稳定过渡,是通过旋翼倾转角度与前飞速度相互配合来实现的。论文采用Matlab软件分析飞行器由巡航向悬停阶段转换的数学模型,得出仿真结论:飞行器由巡航向悬停过渡阶段用时15s,倾转过程稳定。最后,进行外场试飞试验,使用地面站监测试验机的实时飞行数据,制成飞行曲线。曲线显示:试验机由巡航向悬停过渡的时间为15.5s,与仿真值基本吻合,在合理控制范围。本文为“工”型倾转旋翼飞行器后续研究奠定了一定的基础。