本文關鍵詞：新型傾轉旋翼無人飛行器設計分析

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【摘要】：新型傾轉旋翼無人飛行器是一種能夠垂直起降、懸停和快速巡航的飛行器,適用于航空物探、空中運輸和航拍等相關通用航空領域。該飛行器是在傳統(tǒng)的傾轉旋翼飛行器的基礎上,在機身的頭部和尾部各安裝一個旋翼,這兩個旋翼可以使得飛行器在直升機模式和固定翼飛行模式的轉換過程中更加安全高效。新型傾轉四旋翼無人飛行器的主要原理是,當機身兩側的旋翼處于水平位置的時候,旋翼旋轉產(chǎn)生升力,飛行器可以像直升機一樣垂直起飛、降落或懸停;在起飛之后,機身頭部和尾部的旋翼開始旋轉,使得飛行器有了一個向前的速度,當飛行器向前的速度達到一定值時,機翼產(chǎn)生的升力等于飛行器自身的重力,此時,機翼兩側的旋翼暫時停止旋轉,等到機翼兩側的旋翼傾轉機構使旋翼向前傾轉90度至豎直位置之后,再使機翼兩側的旋翼旋轉,此時,四個旋翼旋轉均能夠產(chǎn)生向前的推力,飛行器可以像固定翼螺旋槳飛機一樣依靠機翼產(chǎn)生升力飛行,并且可以通過控制各個旋翼的轉速和副翼來控制飛行器的俯仰、偏航和滾轉運動,省去了傳統(tǒng)傾轉旋翼飛行器所需要的水平尾翼和垂直尾翼,減輕了結構重量,增大了有效載荷,提高了飛行器的操縱性和隱身性。本文在新型傾轉四旋翼無人飛行器總體方案的基礎上,確定了總體參數(shù),并對飛行器的主要部件,如機翼、機身和旋翼傾轉機構進行詳細設計,然后應用CATIA軟件建立飛行器三維計算模型,并將其外形數(shù)據(jù)導入Gambit軟件,劃分網(wǎng)格,最終利用Fluent軟件計算了不同轉速下旋翼產(chǎn)生的升力和不同飛行狀態(tài)下的升力系數(shù),阻力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)。根據(jù)數(shù)值仿真結果,分析了飛行器的氣動性能,為今后傾轉旋翼飛行器的結構優(yōu)化提供了一定的參考。
【關鍵詞】：傾轉旋翼 總體設計 氣動性能 數(shù)值仿真
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究背景與意義8-11
• 1.1.1 傾轉旋翼機在軍事領域中的應用9-10
• 1.1.2 傾轉旋翼機的民用前景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第二章 傾轉旋翼無人飛行器總體設計16-30
• 2.1 設計要求16-17
• 2.2 傾轉旋翼無人飛行器總體方案17-18
• 2.3 起飛重量估計18-19
• 2.4 翼載荷確定19-21
• 2.5 飛行器升阻特性估算21-25
• 2.5.1 確定最大升力系數(shù)21-23
• 2.5.2 確定零升阻力系數(shù)23-24
• 2.5.3 飛行器極曲線24-25
• 2.6 總體布局型式的選擇25-28
• 2.6.1 現(xiàn)有布局的例子26-27
• 2.6.2 總體布局型式確定27-28
• 2.7 本章小結28-30
• 第三章 傾轉旋翼無人飛行器詳細設計30-46
• 3.1 機翼設計30-37
• 3.1.1 確定機翼總的結構布局30-31
• 3.1.2 機翼/機身總體布置的確定。31
• 3.1.3 機翼的展弦比31
• 3.1.4 選擇翼型31-37
• 3.2 機身設計37-39
• 3.2.1 機身設計的要求37
• 3.2.2 機身參數(shù)的確定37-39
• 3.2.3 機身橫截面的形狀39
• 3.3 旋翼傾轉機構設計39-45
• 3.3.1 旋翼傾轉機構要求分析39-42
• 3.3.2 旋翼傾轉機構的原理分析42-43
• 3.3.3 旋翼傾轉機構功能實現(xiàn)43-45
• 3.4 本章小結45-46
• 第四章 傾轉旋翼無人飛行器氣動特性分析46-62
• 4.1 計算流體力學基礎和FLUENT簡介46-48
• 4.2 計算模型建立及網(wǎng)格劃分48-50
• 4.2.1 計算模型建立48-49
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分49-50
• 4.2.3 計算參數(shù)設置50
• 4.3 氣動計算結果分析50-60
• 4.3.1 旋翼升力50-51
• 4.3.2 整機氣動性能分析51-60
• 4.4 本章小結60-62
• 第五章 結論與展望62-64
• 5.1 結論62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻64-67
• 碩士學位期間發(fā)表的學術論文和參加項目情況說明67-68
• 致謝68-69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 朱清華;李建波;倪先平;張呈林;;旋翼機總體設計的幾個問題[J];航空科學技術;2006年05期

2 陳航科;張東升;盛曉超;王凱;;四旋翼飛行器懸停狀態(tài)姿態(tài)控制建模與仿真[J];計算機仿真;2013年11期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李斌;綠色新政下中國綠色經(jīng)濟發(fā)展的相關問題研究[D];東北財經(jīng)大學;2013年

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本文編號：1083757