多旋翼飞行器的气动布局设计与气动特性分析
发布时间：2021-08-04 16:36
近些年来,科学技术的进步,特别是飞控技术的发展,带动了多旋翼飞行器技术的发展,促进了当前微小型多旋翼飞行器飞速发展。而现实应用场景中,大载荷多旋翼飞行器由于操作简单、飞行稳定等优点,有一定的使用场景。但由于旋翼高速运动,很容易导致刚性桨叶在与桨叶根部的反复接触中折断,电动多旋翼飞行器由于电机和电调技术原因,导致驱动力不足,在提高载荷方面遇到瓶颈。发动机动力足,但是响应慢,在控制响应方面存在困难,在多旋翼上应用不多。本文以设计大拉力多旋翼飞行器为目标,通过CFD方法研究了不同多旋翼飞行器的气动特性,分析了影响多旋翼飞行器气动特性的主要因素,为提高多旋翼飞行器载荷方面提供的理论基础。本文的主要内容如下:（1）归纳整理常见的多旋翼飞行器气动布局,分析了各自的优缺点,并总结出影响多旋翼飞行器气动布局的主要参数;（2）建立一套基于流体动力学（CFD）,适用于多旋翼飞行器气动特性计算的数值分析方法,并进行了试验验证;（3）计算了多种不同气动布局的多旋翼飞行器的气动特性,研究分析了气动布局的主要参数,特别是多旋翼间的气动干扰对多旋翼飞行器气动特性的影响;（4）完成了一架大拉力多旋翼飞行器的气动布局方...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“旋翼机1号”1921年，GeorgeDeBothezat与其助手IvanJerome受雇于美国军方，在美国的某空军基地
图 1. 2 De Bothezat 旋翼机名为 Oemichen 的旋翼飞行器，如图 1.3 所示，在经过了上千次的相当高的操纵性能和稳定性。1924 年 4 月，在试验过程中，该旋翼525 米，飞行距离超过 1 公里，同时耗时 7 分 40 秒完成了距离为 1 公翼飞行器的世界纪录。该四旋翼飞行器都是靠垂直于主旋翼的螺旋旋翼飞行器[8]。图 1. 3 Oemichen 四旋翼飞行器美国名叫 Convertawing 的研究人员制造了一架多旋翼飞行器，如图 1到 5.8 米，动力由两台 90 马力发动机提供，旋翼旋转产生向上的升
南京航空航天大学硕士学位论文图 1. 2 De Bothezat 旋翼机名为 Oemichen 的旋翼飞行器，如图 1.3 所示，在经过了上千次的相当高的操纵性能和稳定性。1924 年 4 月，在试验过程中，该旋翼25 米，飞行距离超过 1 公里，同时耗时 7 分 40 秒完成了距离为 1 公翼飞行器的世界纪录。该四旋翼飞行器都是靠垂直于主旋翼的螺旋旋翼飞行器[8]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]解密多旋翼无人机的发展历程[J]. 姜连涛. 第二课堂（A）. 2018(06)
[2]四旋翼无人机流场及气动干扰数值模拟研究[J]. 王策,唐正飞,徐培,黄凯. 飞行力学. 2018(04)
[3]混合动力多旋翼无人飞行器设计与气动特性研究[J]. 宗剑,王云. 机械研究与应用. 2016(05)
[4]航空螺旋桨桨叶的逆向设计方法研究[J]. 吴江,王锋,周国庆,项松. 科技视界. 2015(14)
[5]多旋翼飞行器发展概况研究[J]. 王锋,吴江,周国庆,李正浩. 科技视界. 2015(13)
[6]悬停状态旋翼间干扰对四旋翼升力影响分析[J]. 刘雪松,昂海松,肖天航. 航空工程进展. 2014(02)
[7]微型旋翼飞行器的现状分析和发展趋势初探[J]. 胡佳依,杜鹏. 科技视界. 2014(07)
[8]横列式双旋翼直升机旋翼对机翼的干扰分析[J]. 孙浩,夏品奇. 直升机技术. 2013(01)
[9]某高空螺旋桨气动特性数值模拟与风洞试验[J]. 王裕夫,刘振国,陶国权. 北京航空航天大学学报. 2013(08)
[10]小型无人机木质螺旋桨的三维建模与数控加工[J]. 纪小辉,王伟,陈彤. 机械设计与制造. 2010(01)
博士论文
[1]纵列式六旋翼大载荷无人机气动特性数值模拟及其优化研究[D]. 杨璐鸿.吉林大学 2015
[2]多旋翼飞行器建模与飞行控制技术研究[D]. 杨成顺.南京航空航天大学 2013
[3]Hex-rotor无人机多旋翼流场数值模拟与试验研究[D]. 雷瑶.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
硕士论文
[1]油电混合动力多旋翼飞行器设计与研究[D]. 宗剑.南昌航空大学 2017
[2]新型高性能螺旋桨设计及悬停气动特性分析[D]. 罗健.南京航空航天大学 2017
[3]分布式独立控制多旋翼飞行器的设计与研究[D]. 冯剑勇.南昌航空大学 2016
[4]多旋翼无人飞行器关键技术研究[D]. 毛柏源.北京理工大学 2016
[5]涵道螺旋桨飞行器总体设计[D]. 芦志明.南京航空航天大学 2016
[6]无人机螺旋桨气动性能实验与数值模拟仿真研究[D]. 丁倩岚.天津大学 2015
[7]纵列式直升机飞行动力学建模及平衡、稳定性和操纵性计算[D]. 张亚飞.南京航空航天大学 2009
[8]螺旋桨特性风洞实验技术研究[D]. 赵忠.西北工业大学 2007
本文编号：3322038
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“旋翼机1号”1921年，GeorgeDeBothezat与其助手IvanJerome受雇于美国军方，在美国的某空军基地
图 1. 2 De Bothezat 旋翼机名为 Oemichen 的旋翼飞行器，如图 1.3 所示，在经过了上千次的相当高的操纵性能和稳定性。1924 年 4 月，在试验过程中，该旋翼525 米，飞行距离超过 1 公里，同时耗时 7 分 40 秒完成了距离为 1 公翼飞行器的世界纪录。该四旋翼飞行器都是靠垂直于主旋翼的螺旋旋翼飞行器[8]。图 1. 3 Oemichen 四旋翼飞行器美国名叫 Convertawing 的研究人员制造了一架多旋翼飞行器，如图 1到 5.8 米，动力由两台 90 马力发动机提供，旋翼旋转产生向上的升
南京航空航天大学硕士学位论文图 1. 2 De Bothezat 旋翼机名为 Oemichen 的旋翼飞行器，如图 1.3 所示，在经过了上千次的相当高的操纵性能和稳定性。1924 年 4 月，在试验过程中，该旋翼25 米，飞行距离超过 1 公里，同时耗时 7 分 40 秒完成了距离为 1 公翼飞行器的世界纪录。该四旋翼飞行器都是靠垂直于主旋翼的螺旋旋翼飞行器[8]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]解密多旋翼无人机的发展历程[J]. 姜连涛. 第二课堂（A）. 2018(06)
[2]四旋翼无人机流场及气动干扰数值模拟研究[J]. 王策,唐正飞,徐培,黄凯. 飞行力学. 2018(04)
[3]混合动力多旋翼无人飞行器设计与气动特性研究[J]. 宗剑,王云. 机械研究与应用. 2016(05)
[4]航空螺旋桨桨叶的逆向设计方法研究[J]. 吴江,王锋,周国庆,项松. 科技视界. 2015(14)
[5]多旋翼飞行器发展概况研究[J]. 王锋,吴江,周国庆,李正浩. 科技视界. 2015(13)
[6]悬停状态旋翼间干扰对四旋翼升力影响分析[J]. 刘雪松,昂海松,肖天航. 航空工程进展. 2014(02)
[7]微型旋翼飞行器的现状分析和发展趋势初探[J]. 胡佳依,杜鹏. 科技视界. 2014(07)
[8]横列式双旋翼直升机旋翼对机翼的干扰分析[J]. 孙浩,夏品奇. 直升机技术. 2013(01)
[9]某高空螺旋桨气动特性数值模拟与风洞试验[J]. 王裕夫,刘振国,陶国权. 北京航空航天大学学报. 2013(08)
[10]小型无人机木质螺旋桨的三维建模与数控加工[J]. 纪小辉,王伟,陈彤. 机械设计与制造. 2010(01)
博士论文
[1]纵列式六旋翼大载荷无人机气动特性数值模拟及其优化研究[D]. 杨璐鸿.吉林大学 2015
[2]多旋翼飞行器建模与飞行控制技术研究[D]. 杨成顺.南京航空航天大学 2013
[3]Hex-rotor无人机多旋翼流场数值模拟与试验研究[D]. 雷瑶.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
硕士论文
[1]油电混合动力多旋翼飞行器设计与研究[D]. 宗剑.南昌航空大学 2017
[2]新型高性能螺旋桨设计及悬停气动特性分析[D]. 罗健.南京航空航天大学 2017
[3]分布式独立控制多旋翼飞行器的设计与研究[D]. 冯剑勇.南昌航空大学 2016
[4]多旋翼无人飞行器关键技术研究[D]. 毛柏源.北京理工大学 2016
[5]涵道螺旋桨飞行器总体设计[D]. 芦志明.南京航空航天大学 2016
[6]无人机螺旋桨气动性能实验与数值模拟仿真研究[D]. 丁倩岚.天津大学 2015
[7]纵列式直升机飞行动力学建模及平衡、稳定性和操纵性计算[D]. 张亚飞.南京航空航天大学 2009
[8]螺旋桨特性风洞实验技术研究[D]. 赵忠.西北工业大学 2007
本文编号：3322038
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