无尾翼构型无人机气动特性及飞行稳定性仿真研究

发布时间：2024-03-29 19:56

　　无尾式布局是一种基于隐身性能考虑无人机构型,在采用该构型时,由于取消了常规布局中的垂直尾翼和水平尾翼,导致其本体动力学特性具有先天性的缺陷,本文使用将方向舵布置在翼梢小翼上来保持飞行器横向稳定性的方法来克服相应问题。这类特殊构型的无尾式布局飞行器选用相同机身和翼梢小翼设计,并通过变化机翼长度来对比翼梢小翼对横向稳定性的影响是否符合预期。本文首先通过CFD仿真计算获得其中两种机翼设计构型的升阻力特性,其副翼、升降舵和方向舵的舵面效率。通过对比完成选型。同时完成了基于刚性动网格技术的非定常计算,获得飞行器动态特性。其次,选择方案中翼展较小的飞行器进行试验验证,对试验结果采用多项误差修正,借以利用修正数据与飞行器网格计算结果对比来证明计算结果可以正确反映飞行器静态和动态特性;利用非定常计算的结果对飞行器动导数进行仿真;提出一种动导数估算方法,验证其准确性和实用性。再次,以迎角、侧滑角以及舵面偏转作为输入量,以飞行器气动参数作为输出量,进行了模糊逻辑建模。最后,利用模型输出全部静态气动力,进行飞行系统响应仿真和盘旋轨迹仿真,验证了该构型飞行器在飞行过程中的稳定性,确定了该飞行器的工程意义。

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1几种无人机图片

(c)RQ/MQ-1U.S图1.1几种无人机图片图1.1中无人机均采用V尾或多尾无人机构型，此类构型的气动设计存在比较大的缺陷的。这是由于较大尾翼可以很好的保持全机的横航向静稳定性，但在飞行过程中垂尾对于侧滑气流

图2.1方案一计算模型侧视图及俯视图

舵面偏转角度是相同的。图2.1方案一计算模型侧视图及俯视图图2.2方案二计算模型侧视图及俯视图2.1计算网格及求解器设置根据工程经验，在利用数值计算获得气动力矩系数及舵面效率之前，需要进行网格无关性验证：在相同迎角、侧滑角以及飞行器舵面偏转状态下进行数值模拟获得飞机表面....

图2.2方案二计算模型侧视图及俯视图

为了控制计算变量，本文采用两种不同设计方案，利用相同的机身和相同的翼梢小翼和不同机翼设计。针对满足以上条件的飞行器数模绘制计算网格，通过CFD数值计算方法获得飞器的气动系数和舵面效率。图2.1和2.2给出了两种构型的示意图。本章中关于两构型的所有比借用方案一和方案二表....

图2.3表面结构网格与非结构网格对比（方案一）

马赫数0.12温度(K)288.15静压(Pa)101325静密度(3kg/m)1.225参考长度(m)0.237参考面积(2m)0.26粘性系数(kg/ms)0.00001789雷诺数63.110表2.2计算网格参数（对于非结构以及结构....

本文编号：3941222