撲翼微型飛行器機構分析及樣機設計.pdf

1、撲翼微型飛行器是一種新型飛行器。它具有體積小、隱身性好、重量輕、造價低廉等優(yōu)點,可以應用在偵查、勘測、通信等領域,在國防工業(yè)和民用領域都有廣闊的發(fā)展前景。仿生學和空氣動力學研究均表明:撲翼微型飛行器比固定翼和旋翼微型飛行器具有更高的飛行效率和飛行性能。
　　本文在綜合分析了各種常見的撲翼微型機構的拓撲構造特性的基礎上，根據(jù)顏氏機構創(chuàng)新設計理論,設計枚舉了6桿及其以下數(shù)目的可實現(xiàn)平面撲動的所有可能的機構類型。對典型平面單曲柄雙搖桿撲

2、翼機構進行了運動學分析,并根據(jù)其撲翼運動的固有不對稱性,對單曲柄雙搖桿撲翼機構進行了改進,得到了空間撲翼機構。對空間撲翼機構進行的運動學分析表明,此空間撲翼機構的運動完全對稱,且運行較為平穩(wěn),結構緊湊,可以微型化,為撲翼微型飛行器樣機設計提供了一種可行方案。
　　在單自由度上下?lián)鋭訖C構的基礎上，對同等初始條件的剛性翼和后緣可柔性變形的機翼進行了數(shù)值模擬。結果表明,相對于只能上下?lián)鋭訜o扭轉及變形的剛性翼,柔性機翼既可產生升力,還可產

3、生水平方向的推力。柔性機翼具有更好的推進效率,為撲翼微型飛行器的氣動布局的合理性設計提供了理論依據(jù)。
　　按照整體設計目標對撲翼微型飛行器的各個組成部分進行了設計,主要是撲翼機構的優(yōu)化和整體氣動布局的設計。選擇空間撲翼機構作為撲翼微型飛行器的機械傳動部分,并根據(jù)預期撲動幅度對桿長進行了優(yōu)化設計;采用柔性機翼和常規(guī)式尾翼作為飛行器的主要氣動部分,進行了尺寸設計及布局優(yōu)化。通過不斷改進加工工藝及各項尺寸參數(shù),共設計加工了6架撲翼微型飛