农业航空作业具有效率高、质量好、适应性广、成本低、应付突发灾害能力强等特点,正越来越受到社会各界的广泛重视。据相关专家预测,到2030年,我国农业航空植保的作业面积将达到总耕种面积的30%。但是,随着农业航空植保作业面积和作业次数的增加,无人飞机坠机、炸机的情况时有发生,制约了农用植保无人飞机的发展。无人飞机的安全起降是保证无人飞机正常作业的基础,有利于农业航空植保的稳定发展,因此,开展无人飞机的抗摔性能研究显得尤为重要。本文针对目前无人飞机抗摔结构不足以保证无人飞机安全起降的问题,提出将气撑式张弦结构应用在植保无人飞机抗摔脚架上,增强对无人飞机安全起降的保护作用。采用理论与试验相结合的方法,对植保无人飞机抗摔脚架的气撑式张弦结构进行了系统研究。主要研究内容包括:（1）优选出一种抗风阻性能较好的模型作为气撑式张弦结构的气囊部分。参考相关文献,初选纺锤型、剑鱼型、KILO型,SSN型四种模型,通过Ansys软件对四种模型的抗风阻性能进行仿真试验分析,试验结果表明:纺锤型与其他三个模型相比,当气流流过时,速度变化均匀,产生的压力变化平稳,且风向始终贴合模型,抗风性能更好。在风洞内对四种形状的模型的仿真分析进行验证试验。试验结果表明:在3m/s¹1m/s的风速下,纺锤型气囊偏移角度和质心偏移距离都小于其他三个模型。与仿真结果一致,优选出最佳气囊形状为纺锤型。（2）根据优选出的气囊形状及飞行器的尺寸参数,结合上弦和下弦,设计制作了跨度为0.8m,跨径比为5:1的纺锤型气撑式张弦结构;采用电动拉力试验机对气撑式张弦结构、普通的碳纤维杆件分别进行加载试验,试验结果表明:气撑式张弦结构的切变模量为:G₁=1.482×10⁷,碳纤维片的切变模量为:G₂=0.851×10⁷,G₁>G₂,表明气撑式张弦结构的刚度大于普通的碳纤维片;当加载的载荷达到48N时,碳纤维片发生的形变量为72mm,结构断裂,气撑式张弦结构发生的位移为41mm,且整体结构并未被破坏,当加载的载荷达到300N时,气撑式张弦结构的上弦断裂,结构失效;可见,两种试件在承受相同的力时,气撑式张弦结构产生的形变量更小,受力性能更好,验证了气撑式张弦结构的有效性;且气撑式张弦结构和碳纤维片两种试件在受力-位移上均存在线性关系,气撑式张弦结构的线性方程为:y=3.9622x-4.5126,R²=0.9877;碳纤维片的线性方程为:y=2.4242x-4.093,R²=0.9956。（3）借助高速摄影仪进行无人飞机坠落观测试验,分别将带有气撑式张弦结构的无人飞机和未带气撑式张弦结构的无人飞机从0.5m、1m、1.5m、2m四个高度坠落。以是否损坏、坠落时无人飞机对地面的作用时间t以及对地面的冲击力F为评价指标,进行对比分析,试验结果表明:带有气撑式张弦结构的无人飞机没有损坏,未带气撑式张弦结构的无人飞机在2m高度坠落后,起落架断裂、飞机表面有划痕且浆损坏;坠落高度为2m时,与未带气撑式张弦结构的无人飞机相比,带有大号气撑式张弦结构的无人飞机对地面的冲击力可减少61%。验证了气撑式张弦结构在无人飞机坠落时对无人飞机具有保护作用;（4）对跨径比为5:1的大号、中号、小号（大号长轴为1020mm,中号长轴为800mm,小号长轴为680mm）三种规格的气撑式张弦结构对无人飞机稳定性和功耗的影响进行试验。稳定性以无人飞机飞行过程中的横滚角（Roll）、俯仰角（Pitch）作为评价指标,功耗以续航时间为评价指标。试验结果表明:三种型号的气撑式张弦结构对无人飞机的影响均在可接受的范围内,其中小号气撑式张弦结构对无人飞机稳定性能及续航时间的影响最小。与空白对照组相比,带有小号气撑式张弦结构无人飞机,俯仰角方差仅相差13.5%,续航时间仅相差7%。