某型无尾飞翼无人机气动布局设计与分析

发布时间：2017-07-07 17:14

  本文关键词：某型无尾飞翼无人机气动布局设计与分析

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【摘要】：飞翼布局无人机是近年来世界各国竞相发展的热点之一。在现代飞控技术与线性增稳技术的飞速发展下,无尾飞翼布局无人机由于其高气动效率、强隐身特性、优良的结构力学性能与经济性,而成为现代无人机的优选气动布局方案之一。本文在参考国内外部分飞翼布局飞机研究成果的基础上,设计了一款兼具侦查与打击能力的起飞重量为500千克级的小型无尾飞翼布局无人机,可以为同类型小展弦比飞翼无人机的设计提供参考。在本文中,首先根据技战术要求,提出了本方案无人机的主要设计指标,围绕这一指标,确定了本方案无人机的起飞总重量、翼载、机翼面积、推重比以及机翼的具体几何参数等,并基于以上参数确定了本方案无人机的气动外形,并给出了相应三维几何模型;使用ICEM软件对几何模型进行网格划分,得到网格模型,对此网格模型使用FLUENT软件进行流场的仿真计算,得到并分析了本方案无人机基本气动参数,包括升力系数、阻力系数、升阻特性、俯仰力矩系数等,并对本模型无人机进行了低速风洞试验,将试验结果与CFD计算结果对比分析,确定了CFD模拟计算的准确性与可信度;接着根据CFD计算出的气动参数,对本无人机进行了飞行性能的编程计算与分析,包括定直平飞性能、起飞性能、上升性能、下降性能与飞行包线等,最后本文根据CFD计算的数据分析了本小展弦比飞翼无人机采用的嵌入面式阻力方向舵对无人机气动性能的影响。
【关键词】：飞翼布局 无人机 气动性能 飞行性能 嵌入面
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V279
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 飞机典型气动布局简介8-12
• 1.3 飞翼布局无人机的背景、现状及特点12-15
• 1.4 本文的主要研究内容15-16
• 2 某型无尾飞翼无人机初始参数设计16-25
• 2.1 主要设计指标16
• 2.2 起飞重量16-22
• 2.3 推重比22-23
• 2.4 翼载荷与机翼面积23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 详细气动布局设计25-31
• 3.1 翼型选择25-27
• 3.2 展弦比27-28
• 3.3 后掠角28
• 3.4 根梢比28-29
• 3.5 扭转角29
• 3.6 安装角和上反角29
• 3.7 几何外形参数29-30
• 3.8 章小结30-31
• 4 气动性能计算与分析31-49
• 4.1 控制方程31
• 4.2 湍流模型与壁面处理31-33
• 4.3 网格划分与边界条件33-36
• 4.4 计算结果与分析36-45
• 4.5 风洞试验验证45-48
• 4.6 本章小结48-49
• 5 飞行性能计算与分析49-73
• 5.1 定直平飞性能49-58
• 5.2 起飞性能58-62
• 5.3 上升性能62-70
• 5.4 下滑性能70-71
• 5.5 飞行包线71-72
• 5.6 本章小结72-73
• 6 嵌入面对无人机气动特性影响分析73-78
• 6.1 非线性和操纵耦合特性73-76
• 6.2 对气动特性的影响76-77
• 6.3 本章小结77-78
• 7 总结与展望78-80
• 7.1 总结78-79
• 7.2 展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-85
• 攻读硕士期间表的论文85

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本文编号：531087