飞翼无人机气动布局及飞行性能计算分析

提出了一款小型无尾飞翼布局无人机,采用k-ε湍流模型、三维不可压雷诺平均N-S控制方程数值模拟了该无人机的气动特性,计算结果与风洞数据对比良好,该方法可用于无人机气动特性计算。基于CFD数据利用推力法初步研究了该无人机的平飞、起降、盘旋等性能,结果验证了该小型无人机的可行性并对后续的研究工作提供理论基础。     

不同翼型太阳能无人机的气动特性分析

介绍了研究太阳能无人机气动特性时的控制方程与湍流模型。为设计出具有较高气动性能的太阳能无人机,应用计算机软件对具有较高升阻比的翼型进行气动特性分析,进而选取合适的翼型。与此同时,在相同机翼面积和机翼展长的情况下,对新型串列翼布局和常规单翼布局太阳能无人机进行气动特性分析,确认新型串列翼布局具有更高的气动性能。     

飞翼无人机颤振抑制仿真研究

以飞翼式无人机为例,采用频域偶极子网格法建立飞翼式无人机颤振主动抑制的气动弹性模型,针对经过模型降阶处理后低阶的最小状态近似转换后时域气动弹性状态方程设计相关控制律,对比分析飞翼式无人机开环与闭环颤振特性。研究结果和结论可为飞翼式无人机的研制提供参考。     

无尾飞翼布局特殊舵面建模与气动弹性研究

以多舵面组合下的无尾飞翼布局飞机为基础,建立全机的结构有限元模型和气动面模型。针对其双舵面的特点,进行气动与结构修正,从而比较真实的反映双舵面飞翼布局的气弹特性,提出了一种实用的建模和计算方法。     

飞翼无人机着舰横侧向控制律设计

以飞翼布局无人机为控制对象,针对无人机着舰姿态和空速控制问题,研究并设计横向姿态控制律和空速控制律,可以满足无人机对标准着舰轨迹的精确跟踪.其中针对无人机航向静不稳定问题,设计横侧向增稳控制律与滚转角控制律,保证了滚转角控制品质与无人机航向稳定.     

飞翼布局飞机翼梁特性分析

通过有限元软件分析飞翼布局飞机特有的翼梁受力特性,并与传统布局翼梁的受力特性进行对比,研究飞翼布局翼梁结构的应力特点,对今后飞翼布局飞机翼梁研究设计提供参考。     

飞翼布局桁架型翼梁的结构特性分析

通过有限元软件分析几种改进的飞翼布局桁架型翼梁的受力特性,并与飞翼布局腹板型翼梁受力特性进行对比,证明飞翼布局桁架型翼梁可提高腹板型翼梁的承载能力,对腹板型翼梁的受力特性进行优化;对几种改进的飞翼布局桁架型翼梁的受力特性进行对比,得到最优的桁架型翼梁结构形式。     

小型无人机气动肌腱式弹射系统动态仿真与优化

针对冲击气缸式无人机弹射系统耗气量高、质量大、动态特性差等弊端,提出了一种仿生气动肌腱式无人机弹射系统,利用气动肌腱的弱非线性,通过配置楔角以改善无人机加速阶段的受力情况,减缓加速度波动。对该弹射系统进行数学建模和动力学分析,并搭建Simulink模型对该系统进行仿真求解;通过MATLAB与Simulink对现有加速轨道通过多目标遗传算法实现进一步优化。优化后的加速轨道能提升加速度均值、气动肌腱能量利用率和起飞速度,且降低了加速度峰值,加速度波动在原有基础上降低了76.79%。仿真和优化结果表明,提出的气动肌腱式无人机弹射系统不仅避免了冲击气缸式弹射系统的缺点,还能进一步平缓加速度,减小整体系统的最大过载。     

面向多学科设计优化的模型生成器

多学科模型生成器是复杂产品多学科设计优化的关键问题之一。综合应用CATIA二次开发技术、网格生成软件Gridgen的脚本语言和Patran的二次开发语言,研究了一种多学科模型生成器。该模型生成器基于一个统一的三维CAD模型,可以自动生成各学科的分析模型。首先阐述编制多学科模型生成器的关键技术,然后以一个飞翼布局飞行器作为应用对象,详细阐述多学科模型生成器的编制过程。研究表明该多学科模型生成器能自动生成气动、隐身和结构分析模型,实现了从CAD模型到气动、隐身和结构分析模型的无缝连接,解决了飞翼布局飞行器总体多学科设计优化中的一个关键问题。     

某型无人机腹鳍连接结构设计与分析

针对气动控制面在机身下侧布局的某型无人机设计了一种脱落式结构.结合理论计算和试验确定了该结构的锲形面夹角、预紧力等关键设计参数,并对其结构进行了有限元分析验证.分析结果证明,在预定工况下各结构件应力和安全系数满足设计要求.对采用该结构的某型无人机在外场进行了多个架次的飞行测试,其飞行结果表明,该结构满足使用要求.     

尾坐式超小型无人机的流体动力学仿真研究

尾坐式无人机是一种采用尾坐式设计的具有垂直起降功能的无人机,该机不仅具有固定翼无人机飞行效率高、巡航速度快等优点,又有旋翼式无人机垂直起降和悬停的能力,具有很高的研究意义和应用价值。为了研究尾坐式无人机在尺寸超小型化和低雷诺数特定条件下的气动性能,利用商业CFD软件对其进行三维流体动力学数值模拟,获取无人机的主要气动特性。并对巡航速度条件下的升力系数、阻力系数等进行了分析研究,为无人机的整体优化做准备。     

基于新能源复合能源动力系统的小型无人机总体仿真设计

新能源无人机技术处于快速发展阶段,结合新能源复合能源动力系统安装使用方式,开展小型无人机总体方案设计,规划布局型式,计算气动性能,结果表明总体设计方案能够满足无人机总体指标要求,研究方法可为基于新能源复合能源动力系统的小型无人机研制提供参考。     

一种变后掠飞翼布局气动性能研究

如何平衡飞行器低速高升阻比和高速较小的激波阻力一直是飞行器设计师们研究的前沿之一。本文针对采用飞翼布局的飞行器,设计了一种可变外翼段的飞翼布局飞行器,该飞行器采用外侧变掠翼的机翼构型和滑轨式可收缩变后掠翼结合,通过计算发现该构型在大展弦比状态升阻比可以达到16,而在临界马赫数情况下变为后掠翼状态可以有效降低激波阻力,减小机翼上表面激波区域,实现低速和高速的性能均较优。     

涡桨类无人机飞行试验参数计算分析研究

针对一种涡桨类无人机飞行试验,计算分析无人机飞行试验相关气动参数。结合无人机飞行试验参数,建立无人机发动机推力计算方法,进行无人机推力特性计算分析、升力系数计算分析、阻力系数计算分析、升阻比计算分析等,并与风洞试验值进行对比分析。研究内容和方法可为无人机改进设计提供依据,并可为其他无人机飞行试验气动特性参数分析提供理论指导和工程借鉴。     

某推力矢量无人机优化控制分配策略研究

针对传统依靠气动舵面偏转控制无人机姿态时低速操纵性低、动态性能较差的问题,介绍一种推力矢量无人机。给出各模块结构及功能,结合传统气动舵面控制和推力矢量控制,设计了纵向控制回路和横侧向控制回路控制器,运用优化控制分配方法解决混合控制的余度问题,以纵向控制为例对设计的无人机进行仿真实验。仿真结果表明,所设计的推力矢量无人机动态性能和操纵性得到提高,飞行品质良好。     

不同飞行速度机载导弹滑弹一体式发射数值模拟

无人机以0.8 Ma的速度飞行时,使用滑弹一体式发射装置发射导弹能够减小尾喷流对机翼的气动影响,考虑不同马赫数下飞行的无人机使用滑弹一体式发射导弹时对无人机的气动干扰。对于以不同速度飞行的无人机,其周围流场随着飞行速度的变化有所不同,当无人机发射导弹时,无人机与导弹相互之间的影响会使得其周围流场更加复杂。因此,本文结合非结构网格技术,使用CFD软件Fluent对无人机不同飞行速度下机载导弹滑弹一体式的发射过程进行数值模拟。通过对比实验结果,分析滑弹一体式发射装置在不同飞行速度下的是否适用。     

基于仿海鸥翅翼构型的机翼气动性能分析

为了提高无人机机翼的气动性能,参照海鸥翅翼最优截面翼型,采用仿海鸥翅翼构型设计出分别具有前凸、上弯、完全构型的海鸥构型仿生机翼。在低空无人机飞行环境中进行数值计算,结果表明,构型仿生机翼气动性能优于对照机翼。对设计出的完全构型仿生机翼进行风洞试验,试验表明:机翼气动参数的试验结果与数值仿真结果误差低于10%,随着来流速度的增加,数值仿真与风洞试验结果变化趋势一致。     

复合翼无人机机翼结构优化设计

针对轻小型复合翼无人机重量轻、刚度大的结构性能需求特点,对1种复合翼无人机机翼进行了结构布局优化设计。首先,根据设计指标与功能要求,对机翼内部承力结构进行了初始布局设计,并对4种梁、肋布置方案进行了静力学分析,通过对比选取最优结果。然后,考虑到翼梁位置参数对机翼刚度的影响较大,对机翼进行参数化建模,并采用基于Kriging模型的响应曲面法对其进行优化。最后,对样机进行了静力测试试验,验证仿真优化结果。优化后机翼的强度满足约束条件,翼梢变形下降了49.9%。结果表明,机翼的传力路线更合理,结构的效率更高。     

超小型飞机的控制系统仿真研究

超小型无人机是目前国内外重点研究的自治机器人之一。由于其尺寸小,外部干扰相对较大,设计一个抗大干扰的飞行控制系统是十分必要的。该文针对一种固定翼机型,通过气动特性的仿真,对若干种情况下的飞行姿态、飞行速度的控制方法进行了仿真研究。仿真结果不仅定量地给出了超小型无人机的气动特性是处于低雷诺数与高雷诺数之间,而且表明单纯的PID控制方法对超小型无人机的姿态稳定控制是不够的。     

飞翼型飞机主起落架与舱门联动收放机构设计

对飞翼型飞机的起落架与舱门联动收放提出了新的设计思想.通过对空间进行分析、布局,应用CATIA进行了运动仿真分析.并对联动收放机构的强度和刚度进行了分析计算.在满足要求的基础上,实现了狭小空间内起落架与舱门的联动收放.