倾转翼无人机倾转装置设计及过渡段特性研究

发布时间：2023-02-16 13:42

　　针对现有倾转旋翼飞行器垂直起降模式下,旋翼下洗气流受到机翼阻挡使得旋翼气动效率下降的问题,设计了倾转翼无人机。为解决倾转翼无人机倾转过程中的传动和控制问题,本文结合结构、气动等学科对倾转机构设计进行了大量分析工作。主要工作如下:1.根据倾转翼无人机的实体模型,在CATIA三维建模软件中建立无人机的三维模型,并在ANSYS Workbench软件的网格模块中生成无人机计算流场的网格。2.为实现对倾转过程中定高飞行的要求,本文采用动量源方法模拟旋翼对流场的作用,结合计算流体力学(CFD)和传统动力学数值计算方法,采用滑移网格的方式在过渡段对无人机倾转过程非定常状态进行数值计算,得到倾转段机翼攻角与前飞速度、旋翼拉力等方面在过渡段过程中的走廊曲线,为飞机定高飞行控制提供依据。3.根据倾转翼飞机过渡段的受力特点,设计出一种能够满足倾转翼无人机转换飞行模式的倾转装置。装置采用密度较小的复合材料POM制作,并在Workbench中对其进行瞬态动力学仿真,分析材料的许用应力是否能够满足装置的使用要求。经过对比和分析后表明,无人机从垂起模式向平飞模式转换过程中随着倾转翼攻角的变化,旋翼的效率逐渐降低;...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 选题依据
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文研究内容
第2章 倾转翼无人机几何模型建立及流场网格生成
    2.1 引言
    2.2 倾转翼无人机几何模型建立
    2.3 网格生成
        2.3.1 概述
        2.3.2 计算区域划分
        2.3.3 网格的生成
    2.4 边界条件的设定
    2.5 网格生成步骤
第3章 倾转翼无人机过渡段流场数值模拟方法
    3.1 引言
    3.2 流场求解方法的建立
        3.2.1 流体控制方程
        3.2.2 计算湍流模型
    3.3 动量源方法推导
        3.3.1 旋翼诱导速度求解
        3.3.2 旋翼升阻力理论计算
        3.3.3 动量源方法求解
    3.4 动量源方法算例验证
    3.5 本章小结
第4章 倾转翼无人机过渡段动力学分析
    4.1 引言
    4.2 倾转无人机过渡段建模
        4.2.1 倾转段机翼建模
        4.2.2 无人机整体建模受力分析
    4.3 过渡段动力学分析
        4.3.1 大攻角翼型算例验证
        4.3.2 旋翼动力学计算
        4.3.3 倾转翼无人机过渡段曲线拟合
    4.4 本章小结
第5章 倾转装置设计及强度校核
    5.1 引言
    5.2 倾转装置设计及理论分析
    5.3 蜗轮蜗杆实体模型建立
    5.4 蜗轮蜗杆有限元模型建立
        5.4.1 定义材料属性和简化模型
        5.4.2 接触设置及网格的划分
    5.5 蜗轮蜗杆接触强度分析与寿命预测
        5.5.1 蜗轮蜗杆接触强度理论计算
        5.5.2 蜗轮蜗杆接触强度有限元数值分析
    5.6 蜗轮蜗杆工作寿命预测
    5.7 其他部件装置强度校核
    5.8 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研项目情况说明
致谢



本文编号：3744087