現代資訊化戰爭，戰場情況瞬息萬變，戰機稍縱即逝。有時偵察無人機剛剛發現和鎖定了目標，但還需要把目標信息回傳指揮部門或轉交火力平台，就這短短的幾十秒到幾分鐘時間，偵察無人機可能很快就會被敵方察覺和擺脫，如何儘量縮短從發現到打擊的反應鏈路的時間和距離，就成了戰場成敗的關鍵。為了解決這一問題，美國AeroViroment公司研製了偵察無人機+飛彈功能相結合的新概念武器Switchblade採用管式發射的簡便使用方式，實現邊發現邊監視，邊鎖定邊攻擊，將偵察和打擊融為一體，縮短從發現到打擊目標的時間，本論文要開發類似系統但酬載更大，目標為酬載3公斤、續航30分鐘、巡航速度40節，並設計兩台原型機。
第一台原型機為3D列印原型機，可以量測飛機的性能是否能達到預定目標，早期進行飛機細部修改，減低修改或重開模具的時間損失與經費消耗，模型機也可以裝上降落傘，測試開傘回收。考慮飛行負荷與發射時二十幾個G以上的縱向負荷，因此第二台原型機複合材料機體，使用複合材料可以很好的達到重量強度比，複合材料疊層將透過ANSYS軟體分析，定義複合材料特性以及堆疊順序。隨著現代人生活型態的改變與經濟快速發展，國人國內外旅遊比例也逐漸升高，而旅遊容易發生迷路或意外狀況，手機導航系統對多數銀髮族而言操作較為困難，在國外旅遊時，街道和地名皆採用當地文字，使用地圖不容易，旅客在山區或近海等偏遠地區活動時，無法準確的告知所在地點，造成搜救難度增加，對人員的生命安全造成威脅。

In modern information warfare, the battlefield situation is changing rapidly, and fighter planes are fleeting. Sometimes the reconnaissance drone has just discovered and locked the target, but it still needs to send the target information back to the command department or transfer the firepower platform. In this short tens of seconds to a few minutes, the reconnaissance drone may be quickly defeated by the enemy. How to shorten the time and distance of the reaction link from discovery to attack as much as possible to detect and get rid of them has become the key to the success or failure of the battlefield. In order to solve this problem, AeroViroment of the United States has developed a new concept weapon Switchblade, which combines the functions of reconnaissance drones and missiles. In order to shorten the time from discovery to hitting the target, this paper will develop a similar system but with a larger payload, with the goal of a payload of 2 kg, an endurance of 1 hour, and a cruising speed of 50 knots, and two prototypes will be designed.
The first prototype is a 3D printing prototype, which can measure whether the performance of the aircraft can reach the predetermined target, and modify the details of the aircraft in the early stage to reduce the time loss and cost of modifying or reopening the mold. The model machine can also be equipped with a parachute , test the recovery of the parachute. Considering the flight load and the longitudinal load of more than twenty G at launch, the composite material body of the second prototype can achieve a good weight-to-strength ratio by using composite materials. The composite material stack will be analyzed by ANSYS software to define the composite material. Material properties and stacking order.

中文摘要................................................................i
Abstract..............................................................iii
誌謝...................................................................v
目錄....................................................................vi
表目錄..................................................................x
圖目錄..................................................................xi
第一章 緒論.............................................................1
1.1研究背景..............................................................1
1.2研究目的與動機........................................................2
1.3 研究方法............................................................4
第二章 參考文獻.........................................................6
2.1各國管式發射無人機.....................................................6
2.1.1 COYOTE:Raytheon....................................................6
2.1.2 Switchblade：AeroViroment..........................................7
2.1.3 WARMATE TL：WB GROUP...............................................8
2.1.4 CH-901：中國保利集團................................................10
2.1.5 Hero-30：UVision Air...............................................11
2.1.6 ALTIUS-600：Areai..................................................13
2.2 Hertz 接觸理論........................................................15
2.3 運動副...............................................................20
2.4 複合材料成型技術.......................................................22
2.4.1 真空成形法..........................................................22
2.4.2 消失模成形法........................................................26
第三章 設計方法............................................................30
3.1 選用構型...............................................................30
3.1.1 重量.................................................................30
3.1.2 機翼.................................................................31
3.1.3 尾翼構型.............................................................33
3.1.4 推進方式............................................................36
3.1.5 發射方式............................................................40
3.1.6 機翼展開機構........................................................45
3.1.7 機身設計............................................................50
3.1.8 發射筒...............................................................52
3.1.9 前機身...............................................................54
3.1.10 中機身...............................................................56
3.1.11 後機身...............................................................57
3.1.12 機翼...............................................................59
3.1.13 尾翼...............................................................59
3.2 3D列印模型機試飛........................................................60
3.2.1 試飛過程...............................................................60
3.3 機翼展開機構設計與建模....................................................62
3.3.1 滑塊..................................................................65
3.3.2 曲柄...................................................................66
3.3.3 連桿...................................................................67
3.4 電腦輔助工程模擬分析.....................................................68
3.4.1 多體動力學............................................................70
3.4.2 邊界條件...............................................................71
3.4.3 複合材料疊層設計........................................................74
3.4.4 結構強度分析............................................................86
第四章 製造方法...............................................................89
4.1 碳纖維模具製造............................................................89
4.2 碳纖維零件製作............................................................93
4.2.1 碳纖維前機身............................................................93
4.2.2 碳纖維中機身............................................................94
4.2.3 碳纖維後機身...........................................................96
4.2.4 碳纖維機翼............................................................97
4.2.5 碳纖維左右曲柄........................................................100
4.3 整機組裝...............................................................108
第五章 結果與討論...........................................................111
5.1 3D列印模型機試飛結果....................................................111
5.2 多體動力學分析結果.................................................112
5.2.1 左機翼展開座........................................................113
5.2.2 右機翼展開座........................................................115
5.2.3 機翼展開座定位孔....................................................117
5.3 機翼展開座結構強度分析...............................................120
5.3.1 鋁合金機翼展開座結構強度分析..........................................121
5.3.2 碳纖維機翼曲柄結構強度分析............................................121
第六章 結論與未來發展方向....................................................122
6.1 結論....................................................................122
6.2 未來發展發向.............................................................124
參考文獻....................................................................126
Extended Abstract...........................................................129

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