低速小型無人機氣動特性和RCS計算分析.pdf

1、小型無人機在近年來受到世界范圍內(nèi)廣泛的關(guān)注，其中低速的翼型設(shè)計，和雷達(dá)散射截面積(RCS)的準(zhǔn)確計算成為發(fā)展小型無人機的關(guān)鍵。
　　本文首先針對翼型進(jìn)行了單點優(yōu)化與多點優(yōu)化，優(yōu)化的翼型能夠大幅提升小型無人機的氣動效率和安全性，本文使用Hicks-Henne法函數(shù)作為翼型的參數(shù)化方法，分別利用更改參數(shù)化方法、調(diào)節(jié)設(shè)計變量數(shù)目和改變所選擇的均勻?qū)嶒炘O(shè)計法的表格，來對初始翼型SD7062進(jìn)行優(yōu)化修改形狀。單點優(yōu)化中選擇升阻比作為優(yōu)化目標(biāo)

2、函數(shù)，多點優(yōu)化中選擇權(quán)重阻力系數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化。
　　研究結(jié)果顯示，改進(jìn)的Hicks-Henne法函數(shù)比未改進(jìn)的Hicks-Henne法函數(shù)更適用于翼型的優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后提高了升阻比;一定范圍內(nèi)增加設(shè)計變量的取值數(shù)量可以提高翼型的氣動性能，說明提高單點優(yōu)化可以在設(shè)計點處獲得良好的氣動性能，但是過于關(guān)注單個設(shè)計點會導(dǎo)致忽略了其他非設(shè)計點，則有可能會產(chǎn)生不光滑連續(xù)的翼型，并且忽略了其他非設(shè)計點對于翼型的整體影響;

3、改變均勻?qū)嶒灡淼娜≈祵τ趦?yōu)化結(jié)果也存在影響，計算結(jié)果說明新表在有限的試驗次數(shù)內(nèi)獲取了更多的信息量，得到更好的實驗結(jié)果。多點優(yōu)化是利用權(quán)函數(shù)綜合考慮在各個設(shè)計點的氣動優(yōu)化設(shè)計值，使得得到的優(yōu)化設(shè)計結(jié)果是該設(shè)計域內(nèi)的最優(yōu)結(jié)果，相比于單點優(yōu)化，多點優(yōu)化雖然犧牲了部分設(shè)計點的氣動性能，但是考慮了非設(shè)計點在內(nèi)的整體氣動性能，更加符合工程上的實際應(yīng)用。
　　然后本文針對RCS做了計算與分析研究，RCS的準(zhǔn)確和高效率計算，是設(shè)計飛行器隱身性能的

4、重要前提條件。本文分別對正方體、圓柱體、棗核型結(jié)構(gòu)和三角面反射結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行計算，對比了有限差分算法、矩量法以及高頻混合場算法，得出矩量法適合精度很高的計算，但耗時很長。時域有限差分算法計算精度略低于矩量法，在疊加反射、產(chǎn)生回波強的地方計算容易出現(xiàn)誤差，并且也有耗時長的缺點。高頻混合場算法，有耗時短的優(yōu)點，但是計算精度不高。最終選取了精度最高的矩量法作為小型無人機RCS的計算方法，分別計算了無人機的局部和整機模型，得出了無人機主要產(chǎn)生