一种翼身融合无人飞行器的总体设计及协同作战研究

发布时间：2017-09-26 17:32

  本文关键词：一种翼身融合无人飞行器的总体设计及协同作战研究

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【摘要】：无人飞行器具有体积小、重量轻、机动灵活的特点,随着现代科技的不断发展,无人机在民用和军用领域都得到了广泛的运用。随着现代战争模式的演变,无人作战飞行器以其隐蔽性强、反应快、研制成本低、执行复杂军事任务的能力强的特点得到了世界各国军方的青睐。现代战场环境日益复杂,作战任务难度高,伴随着无人作战机研究的深入,广大学者专家把目光瞄准了无人飞行器协同作战领域,多架无人飞行器协同执行作战任务成为了新兴的具有实战意义的研究课题。在无人作战机的发展进程中,采用特殊的无尾翼身融合布局的飞行器以其优良的气动特性和隐身特性吸引了国内外航空专家的广泛关注,被许多国家的军方所采用。本文在提出的设计要求基础上,根据飞机设计的相关要求完成了一架无尾翼身融合布局无人作战机的总体设计,同时采用CST参数化方法对机身段的翼型进行优化设计,运用CFD方法计算分析了所设计飞行器的气动特性,并且用物理光学法分析评估了设计飞行器的隐身特性。最后,通过对现有的无人机协同作战编队控制方式进行了学习和研究,根据无人机协同编队飞行的特点提出了基于状态感知的无人机编队飞行控制方案。
【关键词】：无人飞行器 翼身融合 总体设计 气动特性 隐身特性 编队飞行
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V279;E926.3
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 引言12-13
• 1.2 翼身融合无人飞行器研究现状13-15
• 1.2.1 翼身融合布局飞行器的主要特点13-14
• 1.2.2 现代翼身融合无人飞行器的发展14-15
• 1.3 无人机任务协同及其战术研究15-17
• 1.3.1 多无人机任务协同研究现状16
• 1.3.2 无人机协同编队飞行研究现状16-17
• 1.4 本文的研究目的和主要内容17-19
• 第二章 翼身融合无人飞行器总体设计19-37
• 2.1 设计要求19
• 2.2 主要参数估算19-21
• 2.3 重量估算21-22
• 2.3.1 飞机起飞重量的构成21
• 2.3.2 燃油重量系数的估算21-22
• 2.3.3 空机重量系数的估算22
• 2.3.4 起飞重量的估算22
• 2.4 动力装置设计22-23
• 2.5 总体布局设计23-26
• 2.5.1 机翼主体外形设计23-25
• 2.5.2 机身设计25-26
• 2.6 进气道设计26
• 2.7 翼型选择26-28
• 2.8 基于CST参数化方法的机身段翼型优化设计28-32
• 2.8.1 CST参数化描述28-29
• 2.8.2 优化模型29-30
• 2.8.3 优化结果分析30-32
• 2.9 操纵面设计32-33
• 2.9.1 襟翼设计32-33
• 2.9.2 升降副翼设计33
• 2.10 起落架设计33-35
• 2.11 无人机CAD模型的建立35
• 2.12 本章小结35-37
• 第三章 无人飞行器气动特性分析37-48
• 3.1 CFD基本理论37-41
• 3.1.1 流体控制方程37-38
• 3.1.2 附面层方程38-39
• 3.1.3 方程离散与求解39-40
• 3.1.4 Spalart-Allmaras湍流模型40-41
• 3.2 模型网格的划分41-43
• 3.2.1 模型的修改41-42
• 3.2.2 网格的生成42-43
• 3.3 无人飞行器升阻特性分析43-45
• 3.3.1 气动力特性43
• 3.3.2 表面压力系数分布43-44
• 3.3.3 流场空间涡流44-45
• 3.4 无人飞行器稳定性分析45-47
• 3.4.1 纵向静稳定性分析45-46
• 3.4.2 横航向静稳定性分析46-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 无人飞行器隐身特性分析48-56
• 4.1 雷达隐身技术概述48-51
• 4.1.1 雷达目标特性48-49
• 4.1.2 外形隐身技术49-51
• 4.2 雷达隐身特性计算理论51-52
• 4.3 无人飞行器的外形隐身技术52-53
• 4.4 无人飞行器的RCS计算与分析53-55
• 4.4.1 计算方法53
• 4.4.2 计算结果分析53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 无人机协同作战研究56-63
• 5.1 无人机协同作战概述56-57
• 5.2 现有无人机协同编队控制方法57-59
• 5.3 基于状态感知的无人机协同编队控制方法59-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 总结与展望63-65
• 6.1 工作总结63
• 6.2 后续研究展望63-65
• 参考文献65-67
• 致谢67-68
• 硕士在学期间的研究成果及发表的学术论文68

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本文编号：924854