扑翼飞行器集举升、悬停和推进功能于一体,因其独特的机动性与灵活性而成为各国学者研究热点,特别在扑翼气动力方面取得了丰富的研究成果。半转翼是一种以转动式拍动替代摆动式拍动的新型类扑翼系统,安徽工业大学仿生机械研究团队前期对气动力特性进行了理论分析与数值计算。由于平均升力系数是半转翼悬停状态下与前进飞行气动力性能的重要指标,且其只能通过实验数据计算获得。同时,为了获得更好的气动力特性和更大的升力,也需要探索半转翼翼片布局、翼片相位、翼片材料特性等对气动力特性的影响规律。在此背景下,本文通过自行研制的实验平台,开展悬停状态下与前进飞行气动力特性影响因素实验研究,旨在为半转翼的理论设计提供实践指导。首先,研制出以单向转动为基础的第二代对侧式半转翼。在介绍半转翼工作原理的基础上,针对第一代对侧式半转翼驱动机构所存在的问题,提出了第二代对侧式半转翼机构布置方案,加工制造出双翼片半转翼、四翼片半转翼实验样机,进行运行实验;并对双翼片半转翼在高速运动过程中,机身出现小幅振动,依据半转翼动平衡原理,重新设计出分布式配重形状、尺寸及安装位置。其次,研制出天平式与旋转式气动力特性测试装置。在确定测试装置总体方案的基础上,对主要机构进行详细介绍,加工制造出测试装置,确定测试装置测试原理以及平均升力计算模型,并对两种测试装置进行误差分析。根据误差性质和表现形式,从系统误差、随机误差和粗大误差三方面对天平式测试装置进行分析,验证该测试装置测量实验数据的准确性和有效性;基于ADAMS软件对旋转式测试装置进行动态性能分析,在建立虚拟样机的基础上,对半转翼模型施加气动力,进行动力学仿真,验证平均升力计算模型的正确性。然后,开展半转翼悬停状态下气动力特性实验。在确定天平式测试系统组成以及实验方案的基础上,以单翼片、双翼片及四翼片半转翼为实验对象,分别从翼片布局、翼片材料特性等对气动力特性影响展开研究。实验表明:左右对称布置的翼片运动后产生的流场相互干扰,导致双翼式半转翼平均升力系数小于单翼式半转翼;柔性翼片平均升力系数一般比刚性翼片大;在合适松弛度范围内,柔性翼片平均升力随松弛度增加而增大。最后,开展半转翼前进飞行气动力特性实验。在确定旋转式测试系统组成以及实验方案的基础上,以双翼片半转翼为实验对象,改变实验模型俯仰角、曲柄转速等对气动力特性影响展开研究。实验表明:在相同曲柄转速下,半转翼前进飞行时翼片产生的升力比悬停状态下大;前进飞行半转翼升力系数会不断发生变化;半转翼以一定俯仰角前进飞行时,曲柄转速在一定范围内,升力系数随着曲柄转速的增加而增大,但是曲柄转速超过该范围,升力系数随着曲柄转速的增加而降低。