適用于突風(fēng)環(huán)境的微型撲翼飛行器柔性翼氣動(dòng)特性研究.pdf

1、微型飛行器是一種新型的飛行器，因其體積小、重量輕、使用靈活、成本低，故可廣泛應(yīng)用于軍、民用領(lǐng)域的偵察、通訊、搜救、勘測等領(lǐng)域。國內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)己投入相當(dāng)多的精力開始了廣泛的研究，研制出了一些成功飛行的樣機(jī)，相關(guān)技術(shù)也在進(jìn)一步發(fā)展中。 論文總結(jié)了微型飛行器的通常飛行環(huán)境及影響其飛行品質(zhì)的主要因素。在制約微型飛行器發(fā)展的眾多技術(shù)障礙中，比較重要的一點(diǎn)是微型飛行器的突風(fēng)環(huán)境適應(yīng)能力。突風(fēng)環(huán)境是微型飛行器超低空飛行時(shí)無法回避的，因其重

2、量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、氣動(dòng)阻尼小，風(fēng)力和風(fēng)向隨機(jī)變化的突風(fēng)將引起其飛行速度、迎角和方向的突然變化，使其不能穩(wěn)定工作。論文從理論和實(shí)踐證明：基于仿生學(xué)原理的柔性翼技術(shù)可以顯著提高微型飛行器抵抗突風(fēng)環(huán)境的能力，且更適用于微型撲翼飛行器。 風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)是研究微型撲翼飛行器氣動(dòng)特性以及突風(fēng)環(huán)境適應(yīng)能力的重要技術(shù)手段，也是驗(yàn)證CFD分析工作正確性的重要途徑。論文在分析了撲翼飛行的基本原理后，進(jìn)一步發(fā)展了基于改進(jìn)片條理論的撲翼氣動(dòng)力估算方法，在

3、不同條件下對(duì)柔性撲翼的氣動(dòng)性能進(jìn)行計(jì)算，后續(xù)的風(fēng)洞吹風(fēng)試驗(yàn)驗(yàn)證了該估算方法的準(zhǔn)確性和可靠性。在此基礎(chǔ)上，論文編制了基于Visual Basic和Fortran語言混合編成的微型撲翼飛行器機(jī)翼氣動(dòng)估算軟件。 為了更加精確的計(jì)算柔性翼的氣動(dòng)特性，論文綜合運(yùn)用ANSYS軟件建立的柔性翼有限元分析模型和基于N-S方程的數(shù)值模擬，耦合分析了柔性機(jī)翼氣動(dòng)彈性問題，并進(jìn)一步研究了柔性翼結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)翼氣動(dòng)性能的影響，得出了一些有指導(dǎo)意義的結(jié)論，同時(shí)