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eVTOL 电机转速推力建模:从拟合公式到推力响应

飞控系统里有个老问题:飞控说的"推重比"和总体说的"推重比"不是一回事,论证时经常被绕进去。飞控能测能控的是转速,总体关心的是推力,中间这条映射链不建出来,指标就只能停在定性层面。

变量定义:

- $T$:单桨推力(N);

- $\Omega$:桨角速度(rad/s),$n$:桨转速(rev/s),$\Omega = 2\pi n$;

- $D,\ R$:桨直径、半径(m),$A=\pi R^2$ 为桨盘面积;

- $\rho$:空气密度(kg/m³);

- $C_T$:无量纲推力系数;$c_t$:叶素理论推力系数;$c_F$:倾转旋翼推力系数;

- $k_T$:工程推力系数(含 $\rho$ 与几何,N·s²/rad²);

- $\tau$:转速一阶响应时间常数(s);

- $\zeta,\ \omega_n$:阻尼比、无阻尼自然频率;

- $\chi$:倾转角(推力轴与机体 $z$ 轴夹角);

- $\lambda_a$:无量纲轴向入流比 $=w/(\Omega D)$;

- $M_p$:峰值超调量。

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## 1. 稳态推力—转速模型

### 1.1 动量理论

动量理论把桨盘视为均匀加载的致动盘,悬停时诱导速度与推力满足 [1][3]:

$$

v_h = \sqrt{\frac{T_{i,h}}{2\rho A}} \tag{1}

$$

结合质量流量与动量变化,消去 $v_h$ 即得推力—转速二次关系。多旋翼建模文献普遍采用 [1][2]:

$$

T_i = b\,\omega_i^2 \quad\text{(角速度 rad/s 记号,[1])} \tag{2}

$$

以 rev/s 表达的无量纲形式是工程通用写法 [2]:

$$

T_i = C_T\,\rho\, n^2\, D^4, \qquad b = C_T \rho D^4 \tag{3}

$$

这里要小心单位:式 (2) 的 $\omega_i$ 是 rad/s,式 (3) 的 $n$ 是 rev/s,差一个 $(2\pi)^2$ 因子。拿 10×5.5 英寸桨举例,$D=0.254$ m,实测 $C_T=0.121$,$\rho=1.255$ kg/m³ 时 $b=6.317\times10^{-4}$(rev/s 制)[2]。

### 1.2 叶素理论

叶素理论从桨叶微元升力积分出发,在**等弦长、线性扭转、均匀入流**假设下 [1, Eq. 9]:

$$

T_i = c_t\,\rho\,\pi R_p^4\,\omega_i^2 \tag{4}

$$

$$

c_t = \frac{n_b c a}{4\pi R_p}\left(\beta_t - \frac{v_h \pm V}{\omega R_p}\right) \tag{5}

$$

$n_b$ 是桨叶数,$c$ 是弦长,$a$ 是升力线斜率,$\beta_t$ 是桨尖安装角 [1, Eq. 10]。重点在于 $c_t$ 不是常数,它随来流 $V$ 和诱导速度 $v_h$ 变化——前飞和倾转时"推力系数漂移"的物理根源就在这里;前飞时 $c_t$ 还会多出前进比项 [1, Eq. 11]。

### 1.3 工程拟合模型

将式 (3) 由 rev/s 制换算为 rad/s 制,定义**工程推力系数**:

$$

k_T = \frac{C_T \rho D^4}{(2\pi)^2} = \frac{C_T \rho D^4}{4\pi^2} \tag{6}

$$

稳态推力模型统一为:

$$

\boxed{\,T = k_T\,\Omega^2\,} \tag{7}

$$

这就是后面所有推导的地基。工程上也是这么干的,二次曲线是标配:

- PX4 的油门—推力模型:$F/F_{max} = f\,T^2 + (1-f)\,T$,$f$ 为二次项权重(THR_MDL_FAC),转速控制型电调取 $f=1$ 即为纯二次 [12];

- CTU MRS 平台通过台架实测"油门—推力"数据点,最小二乘拟合二次曲线,至少 3 个测量点 [11]。

### 1.4 行业方案对照:各构型如何用转速换推力

不同构型的 eVTOL 对"转速—推力"这条链的依赖方式不同,但最终都落到式 (7) 上:

| 构型 | 代表机型 | 推力控制方式 | 与式 (7) 的关系 |

| ---------- | ------------------------------ | ----------------- | ------------------------------------ |

| 多旋翼 | 亿航 EH216-S、Volocopter VoloCity | 变转速直接控推力 | $k_T$ 恒定,$\Omega^2$ 直接驱动 [13] |

| 复合翼(升力+巡航) | 峰飞盛世龙、BETA Alia 250、御风未来 M1 | 垂起旋翼变转速 + 巡航桨独立 | 两套 $k_T$,垂起/巡航分用 [13] |

| 倾转旋翼 | Joby S4、沃飞 AE200、时的 E20 | 悬停总距/转速,巡航 rpm+变距 | $k_T(\chi)$ 随倾角调度 [4][15] |

| 倾转涵道 | Lilium Jet | 36 涵道风扇 rpm+倾角双控 | $k_T$ 高桨盘载荷、转速响应极快 [14] |

挑几个有代表性的机型看:

- Lilium Jet:36 个分布式电涵道风扇,官方称"0.1 s 内可改变转速与倾角",从零推力到最大推力 spin-up 不到 1 s [14]。这是小转动惯量电机 + 快电调环的极端案例,对应本文第 3 节一阶模型的 $\tau$ 极小情形。

- 沃飞 AE200:倾转旋翼,低转速大扭矩设计,公开资料显示最高转速不超过 1600 rpm [17]。大桨 + 低转速意味着 $\Omega$ 基数小、$k_T$ 大,转速环的动态要求与小型桨完全不同。

- Joby S4:6 个可倾转旋翼,悬停用总距(collective pitch)+ 转速,前飞转 rpm+变距 [15]。变距构型在式 (7) 之外多一个 $C_T(\beta)$ 维度,本文第 4 节讨论的 $\chi$ 修正是同一思路的推广。

> 保时捷咨询与 VFS 2021 年对全球 200+ eVTOL 型号的统计:多旋翼 40%、矢量推力(倾转类)38%、复合翼 22% [13]。矢量推力占比近四成,"倾转角进入推力模型"不是个别机型的需求,而是行业主流。

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## 2. 转速动态:一阶还是二阶

转速动态说的是"转速指令到实际转速"的闭环响应。把它压成一阶或二阶线性环节,不是拍脑袋,背后有大量实验辨识撑着。

### 2.1 一阶近似

Yoon (2016) 对"ESC PWM 指令 → 推力"做频响辨识,确认推力动态可精确建模为一阶传递函数 [7]:

$$

G_\Omega(s) = \frac{\Omega(s)}{\Omega^*(s)} = \frac{1}{\tau s + 1} \tag{8}

$$

参数参考:微小型四旋翼 $\tau_m \approx 0.03$ s [6];eVTOL 级大桨(高转动惯量)显著更大,须实测。$\tau$ 主要来自电机—桨转动惯量与电磁转矩环带宽的折中,也包含 ESC 数字环等效延迟。

### 2.2 二阶近似

当电驱闭环存在可感知的振荡模态(阻尼偏低、柔性传动、负载惯量耦合)时需二阶 [5][8]:

$$

G_\Omega(s) = \frac{\Omega(s)}{\Omega^*(s)} = \frac{\omega_n^2}{s^2 + 2\zeta\omega_n s + \omega_n^2} \tag{9}

$$

NASA 关于 UAM 电机选型的研究指出:ESC 动态会向 heave 响应引入显著相位延迟,等效把一阶垂向模型变为二阶 [8];ESC 响应带宽经验区间约 0.4–0.8 s 上升时间量级 [8]。eVTOL 级系统(大桨、大惯量、低速 ESC 环)默认按二阶评估更稳妥。

### 2.3 模型选择准则

| 场景 | 推荐模型 | 依据 |

| ----------------- | -------------- | -------------- |

| 小桨、高速电调环、转速环阻尼良好 | 一阶 | 频响实验 [7] |

| eVTOL 大桨、大惯量、长传动链 | 二阶(默认评估) | ESC 相位延迟分析 [8] |

| 推力超调敏感(高度控制、载荷) | 二阶(约束 $\zeta$) | 本文第 3.3 节 |

| 快速前馈/配平计算 | 一阶 | 计算效率优先 |

大型 eVTOL 怎么选?大桨、大惯量、ESC 环带宽有限,默认按二阶评估更稳妥(NASA 指出 ESC 相位延迟会把垂向响应推成二阶 [8])。但阶次不是写死的,取决于转速环实际阻尼水平:

- 强阻尼($\zeta \ge 0.83$,即转速超调 ≤ 1%):复极点远离虚轴、振荡模态可忽略,二阶系统退化为接近一阶。此时控制律设计(内环带宽分配、前馈、配平)可用一阶近似,二阶仅用于 MIL/HIL 与包线验证;

- 弱阻尼($\zeta \lesssim 0.7$,转速超调 5% 以上):振荡模态不可忽略,必须按二阶建模,且需承担 3.3 节的推力超调放大后果。

所以结论是:建模阶次由转速环阻尼指标决定。超调压在 1% 以内,就按一阶设计、二阶验证;电驱阻尼不足,全程按二阶处理。

工程上建议仿真和设计阶段都按二阶建,把 $\zeta$ 要求显式写出来(比如 $\zeta\ge0.7$),欠阻尼放大推力超调的账,3.3 节算给你看。

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## 3. 推力响应推导

本节推导"转速指令阶跃 → 推力响应"的解析解,后面控制律设计的结论都靠它。

### 3.1 一阶转速下的推力响应

转速指令阶跃至 $\Omega_0$:

$$

\Omega(t) = \Omega_0\left(1 - e^{-t/\tau}\right)\\ \tag{10}

$$

代入式 (7):

$$

T(t) = k_T \Omega_0^2 \left(1 - e^{-t/\tau}\right)^2 \tag{11}

$$

归一化推力曲线 $p(t) = T(t)/T_{ss} = \left(1 - e^{-t/\tau}\right)^2$,$T_{ss} = k_T\Omega_0^2$。

### 3.2 推力响应时间 vs 转速响应时间

这里最容易算错,列个对照表:

| 响应目标 | 转速 | 推力 | 时间(以 $\tau$ 为单位) |

| ----------- | ------------------------- | ------------------------- | ---------------------------- |

| 63.2%(一阶定义) | $1-e^{-1}=0.632$,$t=\tau$ | $(1-e^{-t/\tau})^2=0.632$ | 推力 $t \approx 1.585\tau$ |

| 50% | $t=0.693\tau$ | $(1-e^{-t/\tau})^2=0.5$ | 推力 $t \approx 1.228\tau$ |

| 90% | $t=2.303\tau$ | $(1-e^{-t/\tau})^2=0.9$ | 推力 $t \approx 2.976\tau$ |

> 结论 1(推力滞后):平方映射使推力 63.2% 响应时间约为转速的 1.585 倍,90% 响应约 3 倍转速时间常数。若转速指标(63.2%)定为 0.5 s($\tau=0.5$ s),则推力 63.2% 响应约 0.79 s,90% 响应约 1.49 s——控制律带宽必须按推力侧分配。

推导示例(63.2%):$(1-e^{-t/\tau})^2 = 0.632 \Rightarrow e^{-t/\tau} = 1-\sqrt{0.632} \Rightarrow t = -\tau\ln(0.205) \approx 1.585\tau$。

### 3.3 二阶转速下的推力响应与超调放大

转速阶跃响应(欠阻尼 $0<\zeta<1$):

$$

\Omega(t) = \Omega_0\left[1 - \frac{e^{-\zeta\omega_n t}}{\sqrt{1-\zeta^2}}\sin\left(\omega_d t + \varphi\right)\right], \qquad \omega_d = \omega_n\sqrt{1-\zeta^2},\ \varphi = \arccos\zeta \tag{12}

$$

推力响应:

$$

T(t) = k_T\,\Omega(t)^2 \tag{13}

$$

设转速峰值超调 $M_{p\Omega} = \Omega_{max}/\Omega_0 - 1$,则推力峰值超调:

$$

M_{pT} = \left(\frac{T_{max}}{T_{ss}}\right) - 1 = (1+M_{p\Omega})^2 - 1 = 2M_{p\Omega} + M_{p\Omega}^2 \tag{14}

$$

| 转速超调 $M_{p\Omega}$ | 对应阻尼比 $\zeta$(近似) | 推力超调 $M_{pT}$ |

| ------------------ | ----------------- | ------------- |

| 1% | 0.83 | ≈ 2.0% |

| 5% | 0.69 | ≈ 10.3% |

| 10% | 0.59 | ≈ 21% |

| 16.3% | 0.50 | ≈ 35% |

| 20% | 0.46 | ≈ 44% |

> 结论 2(平方放大):推力超调约为转速超调的 2 倍以上。$\zeta=0.7$(转速超调 ~4.6%)时推力超调已近 10%;$\zeta<0.6$ 时超过 20%,对高度控制与载荷安全不可接受。转速环阻尼比下限应取 $\zeta \ge 0.7$。

> 结论 3(阻尼优先级):相比压低转速响应时间(小 $\tau$/高 $\omega_n$),保证阻尼比更重要——欠阻尼的推力超调对控制品质与安全的破坏,远大于响应时间差一个档位的影响。

### 3.4 转速超调 ≤ 1% 约束下的论证结论

工程上常碰到这种指标:电驱转速环要求超调不超过 1%(归一化到设计点转速)。把它代进式 (12)–(14) 走一遍:

先反推阻尼比。转速峰值超调与阻尼比的关系是 $M_{p\Omega} = \exp\!\left(-\pi\zeta/\sqrt{1-\zeta^2}\right)$,令 $M_{p\Omega} \le 1\%$ 反解:

$$

\zeta \ge \zeta_{\min} = \frac{-\ln M_{p\Omega}}{\sqrt{\pi^2 + \left(\ln M_{p\Omega}\right)^2}} \bigg|_{M_{p\Omega}=0.01} \approx 0.83 \tag{15}

$$

也就是说,转速超调 ≤ 1% 等价于阻尼比 ≥ 0.83。这是个相当高的要求,电驱环得调成接近临界阻尼的形态。

再看推力超调会被放大到多少。由式 (14),1% 转速超调对应:

$$

M_{pT} = 2 \times 1\% + (1\%)^2 \approx 2\% \tag{16}

$$

推力侧约 2%,还能接受。这正是"转速超调 ≤1%"约束成立的关键:它把推力超调天然限制在 ~2% 量级,高度环和载荷不会因转速动态承受过大的瞬态过载。

第三看响应时间。超调被压住了,但推力响应时间依旧按 3.2 节的结果滞后于转速:63.2% 约 1.585 倍转速时间常数,90% 约 3 倍。超调约束只限制瞬态峰值,不改变滞后——响应时间与超调是两个正交的指标维度,必须同时给出(电驱指标表里同时定义这两个量,就是这个原因)。

最后落到模型阶次上。$\zeta \ge 0.83$ 属于强阻尼区,主导极点远离虚轴、振荡模态可忽略,转速动态退化为接近一阶,2.3 节的结论在这里成立:超调 ≤1% 约束下,控制律设计可按一阶近似($\tau \approx 1/(\zeta\omega_n)$),二阶仅用于验证。

> 结论 4(超调 ≤1% 的完整链):转速超调 ≤1% ⇒ 转速环 $\zeta\ge0.83$(强阻尼)⇒ 推力超调 ≈2%(可接受)⇒ 推力响应时间仍滞后(63.2%≈1.585τ,90%≈3τ)⇒ 模型可退化为近一阶。阻尼约束决定了推力瞬态安全,但决定不了推力滞后;控制律带宽必须按推力侧(而非转速侧)分配。

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## 4. 倾转角扩展:从垂直到倾转

### 4.1 推力矢量与旋转矩阵

倾转构型下第 $i$ 个电机推力方向随倾转角 $\chi_i$ 变化,机体坐标系下 [4][5]:

$$

\mathbf{T}_i^{\mathcal{B}} = T_i\,\mathbf{R}_{\chi_i}\,\mathbf{e}_3, \qquad

\mathbf{R}_{\chi_i} = \begin{bmatrix} \cos\chi_i & 0 & \sin\chi_i \\ 0 & 1 & 0 \\ -\sin\chi_i & 0 & \cos\chi_i \end{bmatrix} \tag{17}

$$

展开:

$$

\mathbf{T}_i^{\mathcal{B}} = T_i \begin{bmatrix} \sin\chi_i \\ 0 \\ \cos\chi_i \end{bmatrix} \tag{18}

$$

其中 $T_i = k_T(\chi_i, v)\,\Omega_i^2$。垂向安装就是 $\chi=90°$ 的特例,固定翼巡航态是 $\chi=0°$。倾转角范围参考复合倾转旋翼的设计:多旋翼模式 90°、固定翼模式 0°,机构能到 [−45°, 135°] [4]。

### 4.2 倾转对推力系数的影响

1. 斜流效应:倾转旋翼连续倾转的 CFD 研究表明,推力随倾角增大而增大、随前进比减小而增大;**合力方向角比倾角大 2°–10°**(桨盘法向力所致),偏差随前进比增大 [5]。

2. 入流比修正:把 $C_T$ 写成无量纲轴向入流比 $\lambda_a = w/(\Omega D)$ 的多项式是文献推荐的工程做法 [9]:

$$

C_T(\lambda_a) = b_{T2}\lambda_a^2 + b_{T1}\lambda_a + b_{T0} \tag{19}

$$

系数 $b_{Ti}$ 由桨几何(桨距比 $\beta$)确定 [9],可经台架风洞数据拟合。

### 4.3 统一建模形式

综合式 (7)(18)(19),得到**覆盖垂向与任意倾转角的统一推力模型**:

$$

\boxed{\,T_i = \left[k_{T0} + k_{T1}(\chi_i)\,\lambda_a + k_{T2}(\chi_i)\,\lambda_a^2\right]\Omega_i^2\,} \tag{20a}

$$

$$

\mathbf{T}_i^{\mathcal{B}} = T_i \begin{bmatrix} \sin\chi_i \\ 0 \\ \cos\chi_i \end{bmatrix} \tag{20b}

$$

工程实现时 $k_{T0}$、$k_{T1}(\chi)$、$k_{T2}(\chi)$ 用**倾角分段查表 + 多项式插值**:悬停段($\chi\approx90°$)用 $k_{T0}$ 单参数,过渡段用 $\chi$ 线性插值,巡航段($\chi\approx0°$)独立标定。

> 结论 5(构型统一):垂向多旋翼、复合翼垂推、倾转旋翼共用式 (20) 骨架,差异仅在 $k_T(\chi)$ 标定表——这使控制律与仿真平台可在全构型间复用。

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## 5. 总结

模型链:转速指令 → 转速动态(一阶/二阶)→ $T = k_T(\chi,v)\,\Omega^2$ → 推力矢量分解 → 机体力。

几条结论,推导都在正文:

1. 推力滞后:推力 63.2% 响应 ≈ 1.585τ、90% ≈ 3τ → 控制律带宽按推力侧分配;

2. 平方放大:推力超调 = 2M_pΩ + M_pΩ² → 转速环阻尼下限 ζ ≥ 0.7;

3. 阻尼优先:欠阻尼对推力超调的破坏远大于响应时间差一个档位;

4. 超调 ≤1% 链:ζ ≥ 0.83 → 推力超调 ≈2% → 模型退化为近一阶(一阶设计、二阶验证);

5. 构型统一:垂向/倾转共用式 (20) 骨架,仅 $k_T(\chi)$ 标定表不同。

工程落地

| 应用 | 做法 |

|------|------|

| 配平/前馈 | $\Omega^* = \sqrt{T_{cmd}/k_T}$ 反解 |

| 控制分配/增益调度 | 推力指令经 $k_T$ 分配为转速平方;$k_T(\chi,v)$ 随倾角/空速调度 |

| 参数标定 | 台架拟合 $k_T$ → 频响法辨识 $(\tau,\zeta,\omega_n)$ → 倾角分段标定 → 试飞回代验证 |

| 指标折算 | 转速 63.2%/超调/稳态误差 → 推力 1.585τ / ≈2×超调 / ≈2×误差(式 (11)(14)) |

Simulink 实现(模块划分与接入方式):

flowchart TB subgraph S1["控制律层(外部接口)"] CMD["推力指令 T*"] CHI["倾转角指令 χ*"] end subgraph S2["推力→转速反解(前馈)"] INV["Ω* = sqrt(T* / kT(χ))"] end subgraph S3["电驱动态(转速环)"] G1["一阶: 1/(τs+1)"] G2["二阶: ωn²/(s²+2ζωn s+ωn²)"] SW["模型选择开关"] end subgraph S4["推力映射(拟合)"] KTLUT["kT(χ) 查表/插值"] SQ["平方: Ω²"] TBLK["T = kT·Ω²"] end subgraph S5["推力矢量分解"] VEC["R(χ)·[0,0,T]ᵀ"] end subgraph S6["机体力/力矩汇合"] SUM["Σ T_i(各电机)"] FM["F_B, M_B → 6DoF"] end CMD --> INV CHI --> KTLUT CHI --> VEC INV --> SW SW --> G1 SW --> G2 G1 --> SQ G2 --> SQ KTLUT --> TBLK SQ --> TBLK TBLK --> VEC VEC --> SUM SUM --> FM FM -->|状态反馈| S1

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## 参考文献

- [1] De Simone, M. C., Russo, F., Guida, D. "Control Design for an Under-Actuated UAV Model." FME Transactions, Vol. 46, No. 4, 2018.(动量理论式 (6)、叶素理论式 (9)–(11)、悬停诱导速度式 (8))🔗

https://simlab.mas.bg.ac.rs/_media/istrazivanje/fme/vol46/4/2_mc_de_simone_et_al.pdf

- [2] "Mathematical & Physical Modelling of a Quadrotor UAV." Birmingham City University (open access).(推力—转速二次模型式 (9),$b=C_T\rho D^4$ 式 (10),10×5.5 桨参数表)🔗

https://www.open-access.bcu.ac.uk/11859/1/Mathematical%20%26%20Physical%20Modelling%20of%20a%20Quadrotor%20UAV.pdf

- [3] Leishman, G. J. Principles of Helicopter Aerodynamics, 2nd ed., Cambridge University Press, 2006.(动量理论悬停诱导速度标准推导;教材,无公开全文,可经图书馆/出版社获取)🔗

https://www.cambridge.org/core/books/principles-of-helicopter-aerodynamics/48A02C6EB4CF83AF0B26C6FF220048CC

- [4] Liang, Z., Fan, L., Wen, G., Xu, Z. "Design, Modeling, and Control of a Composite Tilt-Rotor Unmanned Aerial Vehicle." Drones, 8(3):102, 2024 (MDPI).(倾转角定义与范围、推力矢量 $T=c_F(v,\omega)\omega^2$、旋转矩阵 $\mathbf{R}_{\chi_i}$,见 3.1–3.2 节)🔗

https://www.mdpi.com/2504-446X/8/3/102 (DOI: 10.3390/drones8030102)

- [5] "Dynamic thrust of the propeller in oblique flows in continuous conversion mode of tiltrotor." Advances in Aerodynamics, 7:20, 2025.(倾转过程推力变化规律、合力方向角 2°–10° 偏差、等效入流速度公式 $V_{eq}=V_0\cos(k_{eq}\alpha)$ 见 3.3 节)🔗

https://link.springer.com/article/10.1186/s42774-025-00212-9 (DOI: 10.1186/s42774-025-00212-9)

- [6] Saj, V., Vemuri, S., Kalathil, D., Benedict, M. "Adaptive Outer-Loop Control of Quadrotors via Reinforcement Learning." arXiv:2605.16015, 2026.(一阶电机滞后模型 $\dot\Omega=(1/\tau_m)(\Omega_c-\Omega)$,$\tau_m=0.03$ s,见 4.3 节)🔗

https://arxiv.org/abs/2605.16015

- [7] Yoon, M. "A Transfer Function Model of Thrust Dynamics for Multi-Rotor Helicopters." IJERT, Vol. 5, Issue 1, 2016.(频响实验确认推力动态一阶模型;操作点处 $\Delta T/\Delta u = 2.17/(s+6.67)$,$\tau\approx0.15$ s)🔗

https://www.ijert.org/a-transfer-function-model-of-thrust-dynamics-for-multi-rotor-helicopters (DOI: 10.17577/IJERTV5IS010073)

- [8] "Impact of Handling Qualities on Motor Sizing for Multirotor Aircraft with Urban Air Mobility Missions." NASA rotorcraft.arc.nasa.gov.(ESC 动态、上升时间/超调与阻尼对应、ESC 带宽 0.4–0.8 s、heave 二阶化)🔗 https://rotorcraft.arc.nasa.gov/Publications/files/Impact_of_Handling_Qualities_on_Motor_Sizing_for_Multirotor_Aircraft_with_Urban_Air_Mobility_Missions_final.pdf

- [9] Kedarisetty, S., Manathara, J. G. "Performance Assessment Framework for Multirotor UAV Microgravity Platforms." Microgravity Sci. Technol. 35, 52, 2023.($C_T$ 关于 $\lambda_a=w/(\Omega D)$ 的二次多项式模型,式 (17)–(19) 见附录 A)🔗

https://link.springer.com/article/10.1007/s12217-023-10074-9 (DOI: 10.1007/s12217-023-10074-9)

- [10] "Non-Monotonic Efficiency of Leeward Propellers in Crosswind: Wake Ingestion Dynamics in Quadcopter Systems." Aerospace, 13(8):715, 2026 (MDPI).($C_T=T/(\rho n^2 D^4)$ 定义式 (1)、CFD 与实验偏差 3.8%(推力)/5.4%(扭矩),见 2.3 节)🔗

https://www.mdpi.com/2226-4310/13/8/715 (DOI: 10.3390/aerospace13080715)

- [11] CTU MRS UAV System 文档, "Motor thrust model."(油门—推力二次曲线拟合工程实践,≥3 测量点,拟合模型 $T=a\sqrt{f}+b$)🔗

https://ctu-mrs.github.io/docs/1.5.0/api/motor_thrust_model

- [12] PX4 User Guide, "Multicopter PID Tuning Guide (Manual/Advanced)" → Thrust Curve 章节.($F/F_{max}=fT^2+(1-f)T$ 参数化模型,THR_MDL_FAC 参数说明)🔗 https://docs.px4.io/v1.17/en/config_mc/pid_tuning_guide_multicopter

- [13] 保时捷咨询 + 美国垂直飞行协会 (VFS) 构型统计(多旋翼 40%/矢量推力 38%/复合翼 22%):该百分比经申万宏源《eVTOL 产业深度》报告转引(见下);原始统计可参考 Porsche Consulting 2018《The Future of Vertical Mobility》(三构型速度/认证对比表)🔗

https://canadianaam.com/wp-content/uploads/2021/05/The-Future-of-Vertical-Mobility-Porsche-Consulting.pdf

VFS World eVTOL Aircraft Directory(官方构型目录,含 Vectored Thrust / Lift+Cruise / Multicopter 分类)🔗 https://vtol.org/evtol-directory

- [14] Lilium Jet 官方公开资料:36 涵道风扇、0.1 s 变转速/倾角、spin-up <1 s。Lilium 官网 🔗 https://www.lilium.com/newsroom-detail/youve-never-seen-anything-like-this-an-introduction-to-the-lilium-jet

eVTOL News 技术解读 🔗 https://evtol.news/news/liliums-technology-approach-explained

- [15] Joby S4 公开技术资料(6 倾转旋翼、悬停总距+转速、前飞 rpm+变距):Radio Hangar 分析 🔗

https://radiohangar.com/blog/posts/joby-s-s4-the-tilt-six-propulsion-system-and-why-the-air-taxi-race-comes-down-to-how-you-turn ;SNU "2022 eVTOL Design Short Course" 各构型控制方式整理 🔗https://ocw.snu.ac.kr/sites/default/files/NOTE/5%20Rotor%20Design%20and%20Stability%20and%20Control.pdf

- [16] 沃飞长空 AE200 公开资料:5–6 座级倾转旋翼、上单翼矢量推力构型、分布式电推进、多动力冗余、非相似多余度飞控、TC 取证进度。潮新闻/沃飞专访 🔗 https://tidenews.com.cn/news.html?id=2907272(**此篇不含转速数据**,正文 1600 rpm 数据引自 [17])

- [17] 蚌埠新闻网 2026-06 "智能驾驶飞行器进入商业化前夜"(AE200 低转速大扭矩设计、最高转速不超过 1600 rpm、300 m 高空 45dBA 噪音、冗余设计)🔗

https://www.bbnews.cn/shehui/2026/06-30/7rog3eLr.html

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