“工”型倾转旋翼飞行器机构设计与倾转阶段稳定性研究

发布时间：2023-02-26 09:31

　　随着小型无人飞行器工作环境和类型的日趋复杂,具有垂直起降和高速巡航能力的倾转旋翼飞行器开始承担越来越多的飞行任务。针对目前小型倾转旋翼飞行器无法同时满足载重和翼展设计要求的问题,论文提出一种具有四个可倾转旋翼、双排机翼且无可动尾翼的“工”型布局的倾转旋翼飞行器设计方案。通过选型、计算、建模、仿真分析与试验验证,设计出符合要求的倾转旋翼飞行器。首先,按照“工”型布局,对飞行器的机翼、机身进行选型、设计和计算,确定其技术参数;针对倾转机构,按照产品“六性”对三种倾转机构进行计算、分析、比较和选择后,校核所选倾转机构的关键零部件。采用FLUENT模拟旋翼在不同倾转角度下产生的滑流对机翼气动特性的影响。仿真结果表明:旋翼产生的滑流对机翼的影响面积为33.5%,随着倾转角度的增大,产生的滑流逐渐减小机翼的升阻比。其次,针对倾转旋翼飞行器在倾转过渡阶段存在的不稳定因素,提出解决方案:当飞行器由悬停向巡航过渡时,飞行器采用在旋翼模式获得巡航速度,短仓快速倾转的方式实现了飞行器的稳定倾转;而飞行器在由巡航向悬停的稳定过渡,是通过旋翼倾转角度与前飞速度相互配合来实现的。论文采用Matlab软件分析飞行器...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1.绪论
    1.1 课题背景及研究目的
    1.2 倾转翼飞行器的国内外发展现状和应用前景
        1.2.1 国内外发展现状
        1.2.2 应用前景
    1.3 主要研究内容
2.倾转旋翼飞行器布局方案选择与分析
    2.1 飞行器的设计要求与基本参数
    2.2 布局方案的选择
        2.2.1 布局简介
        2.2.2 方案的比较和选择
    2.3 “工”型倾转旋翼飞行器的飞行原理
    2.4 本章小结
3.“工”型倾转旋翼飞行器机构设计
    3.1 “工”型倾转旋翼飞行器的基本参数
    3.2 机翼设计
        3.2.1 确定翼面载荷和展弦比
        3.2.2 翼型选择与参数确定
        3.2.3 副翼
        3.2.4 机翼强度校核
    3.3 机身设计
    3.4 倾转机构设计
        3.4.1 倾转机构方案分析
        3.4.2 倾转机构比较和选择
    3.5 无人机的动力模型的建立
        3.5.1 旋翼模型
        3.5.2 电机选型
    3.6 飞行器整机三维模型搭建
    3.7 本章小结
4.飞行器倾转阶段旋翼对翼面的气动分析
    4.1 FLUENT软件介绍
    4.2 模型简化及网格划分
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小结
5.飞行器倾转阶段稳定性仿真分析
    5.1 MATLAB软件及Simulink模块介绍
    5.2 倾转方案
    5.3 飞行器倾转阶段数学模型与仿真模型的搭建
        5.3.1 倾转阶段数学建模
        5.3.2 Simulink模型的搭建
    5.4 基于MATLAB的飞行器稳定性仿真计算与分析
    5.5 本章小结
6.“工”型倾转旋翼飞行器的试飞实验
    6.1 实验设备及测试软件
    6.2 外界测试条件及测试方案
        6.2.1 外界测试条件
        6.2.2 测试方案
    6.3 实验结果与分析
    6.4 本章小结
7. 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3750281