變形智能飛行器已成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn),通過(guò)智能變形技術(shù),改變飛機(jī)外形參數(shù),使飛機(jī)在飛行過(guò)程中保持最佳飛行參數(shù),進(jìn)而改善飛機(jī)飛行性能。在可變形智能飛行器中常見的變形方式主要有前后緣的變形、機(jī)翼的折疊、機(jī)翼的扭轉(zhuǎn)和機(jī)翼后掠角的改變。其中,可變后掠機(jī)翼的變形屬于大變形變體飛行器的研究。對(duì)于可變形機(jī)翼結(jié)構(gòu)中驅(qū)動(dòng)器的位置和數(shù)目的優(yōu)化非常重要。優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器的位置可以使的變形機(jī)翼更好的被驅(qū)動(dòng),提高驅(qū)動(dòng)器的利用率,減少能量的損耗。所以無(wú)人機(jī)可變后掠翼技術(shù)是近年來(lái)智能飛行器研究領(lǐng)域非常重要的課題之一�？勺兒舐右砑夹g(shù)基本設(shè)計(jì)思想是讓機(jī)翼前后轉(zhuǎn)動(dòng),以改變后掠角大小,使飛機(jī)同時(shí)兼顧高速和低速飛行的氣動(dòng)要求,擴(kuò)大飛行速度范圍。具體講,就是當(dāng)飛機(jī)起飛、著陸或需要作低速飛行時(shí),將機(jī)翼往前轉(zhuǎn)動(dòng),減小后掠角,以提高飛機(jī)的低速飛行性能,縮短起落滑跑距離;而當(dāng)飛機(jī)需要作高速飛行時(shí),將機(jī)翼往后轉(zhuǎn)動(dòng),增大后掠角,以減小飛行阻力,提高飛機(jī)的高速飛行性能。由此可見,變后掠翼技術(shù)可以解決超音速飛機(jī)的高低速矛盾,改善起飛、著陸性能。查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于可變形機(jī)翼研究現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)其變形機(jī)翼機(jī)構(gòu)體積較大,重量重,無(wú)法直接縮小用在小型無(wú)人機(jī)上面。本論文研究設(shè)計(jì)一套單曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)小型無(wú)人機(jī)機(jī)翼可以在飛行過(guò)程中變形,達(dá)到可以在不同飛行速度下獲得最佳空氣動(dòng)力,節(jié)省燃料提高巡航時(shí)間。本文圍繞智能變形飛行器中無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)制與關(guān)鍵技術(shù),設(shè)計(jì)了一種單曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)機(jī)制簡(jiǎn)單、輕便、傳動(dòng)效率高,能夠?qū)崿F(xiàn)在飛行過(guò)程中應(yīng)環(huán)境要求改變無(wú)人機(jī)的后掠角。整個(gè)機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿,再驅(qū)動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),最終改變無(wú)人機(jī)機(jī)翼飛行狀態(tài)。本文利用三維建模軟件Pro/E建立起可變后掠翼機(jī)構(gòu)模型,根據(jù)參考尺寸,利用虛擬樣機(jī)技術(shù)ADAMS軟件建模,并通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)使得兩搖桿轉(zhuǎn)角差減小到0.72°以內(nèi);再借助優(yōu)化尺寸在Pro/E軟件里面建立三維模型。通過(guò)虛擬樣機(jī)技術(shù)軟件ADAMS對(duì)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析,優(yōu)化單曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu),使機(jī)翼同步性得到進(jìn)一步提高。再通過(guò)ADAMS仿真時(shí)候關(guān)鍵零件的受力仿真曲線校核桿件強(qiáng)度,驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的可行性。最后利用ANSYS軟件分析蜂窩結(jié)構(gòu)為六邊形蛇形機(jī)翼蒙皮結(jié)構(gòu),為無(wú)人機(jī)可變后掠翼的實(shí)現(xiàn)奠定一定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V214.11
【部分圖文】：

了 12 架無(wú)人駕駛飛機(jī)“捕食者”，共打出 115 枚反裝甲導(dǎo)彈。它還為戰(zhàn)略轟炸機(jī)發(fā)射了一枚激光制導(dǎo)炸彈，并成功地向攻擊目標(biāo)發(fā)射了 525 次，為戰(zhàn)爭(zhēng)打開了無(wú)人機(jī)市場(chǎng)[1我國(guó)對(duì)于無(wú)人機(jī)研究也有幾十年歷史，成功研制多款無(wú)人機(jī)比如代號(hào) T-6、Z-5 和ASN 無(wú)人機(jī)等[15]。已經(jīng)成功研制了不同功能類型的無(wú)人機(jī)，現(xiàn)在已經(jīng)投入生產(chǎn)并交付空軍配備了這些無(wú)人機(jī)。這些無(wú)人機(jī)在低空偵查，記錄目標(biāo)位置，引導(dǎo)炮火攻擊，環(huán)境評(píng)估觀察，邊境安防巡檢和民用方面，如航空攝影，災(zāi)害情況監(jiān)測(cè)和沿海走私等方面具有巨大意義。我國(guó)無(wú)人機(jī)的一個(gè)主要缺點(diǎn)就是無(wú)人機(jī)載重都不大，難以滿足大型任務(wù)系統(tǒng)的需求。1.3.2 無(wú)人機(jī)的主要類型目前，許多國(guó)家的海，陸，空軍已經(jīng)普遍裝備了無(wú)人機(jī)，根據(jù)軍事用途來(lái)分類，主要有以下幾種：1、靶機(jī)(drone aircraft)靶機(jī)指用于射擊訓(xùn)練當(dāng)作移動(dòng)靶子的無(wú)人機(jī)，主要用于軍事射擊練習(xí)。它主要通過(guò)模擬飛機(jī)，導(dǎo)彈和其他各種飛機(jī)的飛行狀態(tài)來(lái)模擬各種類型的火炮或?qū)椀哪繕?biāo)和射擊機(jī)會(huì)[16]，如圖 1-1 所示。

圖 1-2 美國(guó)“全球鷹”Fig. 1-2 American Global Hawk3、電子對(duì)抗無(wú)人機(jī)（Electronicware UA）電子對(duì)抗包含了電子干擾和偵察兩種類型。電子偵察主要用于對(duì)敵方電子通息收集工作，而電子干擾主要通過(guò)電子干擾方式擾亂其信號(hào)傳輸系統(tǒng)。瑞安47 系列無(wú)人機(jī)屬于電子偵察；美國(guó)的 Air2 ExJam 無(wú)人機(jī)屬于電子干擾[18]。4、攻擊無(wú)人機(jī)攻擊型無(wú)人機(jī)可以用于打擊地面目標(biāo)和攔截空中目標(biāo)。該類無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)是帶有小型但大威力的精確制導(dǎo)武器、激光武器或反輻射導(dǎo)彈，可以對(duì)敵方武指揮設(shè)施等重要目標(biāo)實(shí)施攻擊， 它還可以在飛行階段有效攔截戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈[19]變后掠翼技術(shù)概況1.4.1 國(guó)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀可變后掠翼飛機(jī)的研究始于 1940 年左右，經(jīng)過(guò)幾十年的研究，發(fā)展壯大，如

圖 1-3 變后掠翼飛機(jī)的發(fā)展Fig. 1-3 Development of Variable Swept Wing Aircraft圖 1-4 Me- P-1101 飛機(jī) 圖 1-5 BellX-5 飛機(jī)Fig. 1-4 Me-P-1101 Aircraft Fig. 1-5 BellX-5 Aircraft
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本文編號(hào)：2835427