本文關(guān)鍵詞：涵道螺旋槳飛行器總體設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 涵道風(fēng)扇 總體設(shè)計(jì) 機(jī)架 原理樣機(jī) 試飛

【摘要】：現(xiàn)有的涵道風(fēng)扇飛行器主要依靠涵道風(fēng)扇下方的控制舵面或涵道內(nèi)旋翼的變距機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其飛行姿態(tài)的控制,但是由于前者的控制舵面位于螺旋槳的下方,從而使得這類涵道風(fēng)扇飛行器的穩(wěn)定性比較差,而后者的變距機(jī)構(gòu)和操縱系統(tǒng)通常比較復(fù)雜。針對上述問題,本文結(jié)合四旋翼飛行器的布局型式和飛行控制方法,在涵道共軸雙螺旋槳的周圍布置四個涵道螺旋槳作為飛行器的操縱面,設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)懸停,垂直起降和小速度前飛的涵道螺旋槳無人飛行器。本文首先在確定了飛行器的氣動布局型式之后,對其一些主要的部件進(jìn)行了詳細(xì)的參數(shù)設(shè)計(jì),完成了各種方案下飛行器三維幾何模型的建立。其次運(yùn)用文中所建立的數(shù)值模擬方法分別對作為升力面和操縱面的涵道共軸雙螺旋槳和涵道螺旋槳在不同工況下的氣動性能進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值計(jì)算和分析,其中著重對比分析了不同狀態(tài)下,嵌入式涵道螺旋槳、嵌入式涵道雙螺旋槳和鏤空涵道雙螺旋槳相比于一般涵道螺旋槳和涵道雙螺旋槳所具有的優(yōu)勢及其適用范圍。再次對飛行器的主承力部件機(jī)架分別進(jìn)行了靜力學(xué)和動力學(xué)分析,通過靜力學(xué)分析使其滿足了本文強(qiáng)度和剛度的要求,而動力學(xué)主要分析了機(jī)架的固有頻率和振型,提出了螺旋槳轉(zhuǎn)速的危險區(qū)域。最后在完成原理驗(yàn)證機(jī)的制作后,對原理驗(yàn)證機(jī)在不同工況下進(jìn)行了試飛,驗(yàn)證了本文涵道螺旋槳飛行器氣動布局的可行性。
【關(guān)鍵詞】：涵道風(fēng)扇 總體設(shè)計(jì) 機(jī)架 原理樣機(jī) 試飛
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V275.1;V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-16
• 符號表16-17
• 第一章 緒論17-24
• 1.1 引言17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-23
• 1.2.1 涵道風(fēng)扇式飛行器的研制狀況17-21
• 1.2.2 涵道風(fēng)扇系統(tǒng)氣動特性的研究21-23
• 1.3 本文研究目的及主要內(nèi)容23-24
• 第二章 涵道螺旋槳飛行器的氣動布局設(shè)計(jì)24-32
• 2.1 引言24
• 2.2 飛行器整體布局設(shè)計(jì)及工作原理24-25
• 2.3 飛行器各部件設(shè)計(jì)25-30
• 2.3.1 機(jī)架設(shè)計(jì)25-26
• 2.3.2 螺旋槳設(shè)計(jì)26-29
• 2.3.3 涵道體設(shè)計(jì)29-30
• 2.4 飛行器三維模型30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 數(shù)值模擬方法32-43
• 3.1 引言32-33
• 3.2 數(shù)值模擬方法33-39
• 3.2.1 控制方程33-34
• 3.2.2 湍流模型34-36
• 3.2.3 邊界條件36-38
• 3.2.4 多重參考系模型（MRF）38
• 3.2.5 SIMPLE算法38-39
• 3.3 算例驗(yàn)證39-42
• 3.3.1 幾何模型39-40
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分40-41
• 3.3.3 邊界條件和求解器設(shè)置41
• 3.3.4 計(jì)算內(nèi)容41-42
• 3.3.5 計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)對比分析42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 涵道螺旋槳?dú)鈩犹匦苑治?/span>43-70
• 4.1 引言43
• 4.2 孤立螺旋槳?dú)鈩犹匦苑治?/span>43-50
• 4.2.1 幾何模型43-44
• 4.2.2 網(wǎng)格的劃分44
• 4.2.3 懸停狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析44-46
• 4.2.4 軸流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析46-48
• 4.2.5 斜流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析48-50
• 4.3 涵道螺旋槳?dú)鈩犹匦苑治?/span>50-60
• 4.3.1 幾何模型50-51
• 4.3.2 網(wǎng)格的劃分51
• 4.3.3 懸停狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析51-54
• 4.3.4 軸流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析54-57
• 4.3.5 斜流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析57-60
• 4.4 嵌入式涵道螺旋槳?dú)鈩犹匦苑治?/span>60-69
• 4.4.1 幾何模型60-61
• 4.4.2 網(wǎng)格的劃分61
• 4.4.3 懸停狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析61-64
• 4.4.4 軸流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析64-66
• 4.4.5 斜流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析66-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第五章 涵道共軸雙螺旋槳?dú)鈩犹匦苑治?/span>70-109
• 5.1 引言70
• 5.2 雙螺旋槳?dú)鈩犹匦苑治?/span>70-78
• 5.2.1 幾何模型70-71
• 5.2.2 網(wǎng)格的劃分71
• 5.2.3 懸停狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析71-75
• 5.2.4 軸流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析75-77
• 5.2.5 斜流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析77-78
• 5.3 涵道雙螺旋槳?dú)鈩犹匦苑治?/span>78-90
• 5.3.1 幾何模型79
• 5.3.2 網(wǎng)格的劃分79
• 5.3.3 懸停狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析79-84
• 5.3.4 軸流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析84-87
• 5.3.5 斜流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析87-90
• 5.4 嵌入式涵道雙螺旋槳?dú)鈩犹匦苑治?/span>90-99
• 5.4.1 幾何模型90-91
• 5.4.2 網(wǎng)格的劃分91
• 5.4.3 懸停狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析91-94
• 5.4.4 軸流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析94-96
• 5.4.5 斜流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析96-99
• 5.5 鏤空涵道雙螺旋槳?dú)鈩犹匦苑治?/span>99-108
• 5.5.1 幾何模型99-100
• 5.5.2 網(wǎng)格的劃分100
• 5.5.3 懸停狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析100-103
• 5.5.4 軸流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析103-105
• 5.5.5 斜流狀態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析105-108
• 5.6 本章小結(jié)108-109
• 第六章 機(jī)架結(jié)構(gòu)分析109-116
• 6.1 引言109
• 6.2 靜力學(xué)分析109-112
• 6.2.1 幾何模型109-110
• 6.2.2 網(wǎng)格的劃分110
• 6.2.3 材料屬性110
• 6.2.4 邊界條件的定義110-111
• 6.2.5 結(jié)果與分析111-112
• 6.3 動力學(xué)分析112-115
• 6.4 本章小結(jié)115-116
• 第七章 原理驗(yàn)證機(jī)的制作與試飛116-121
• 7.1 引言116
• 7.2 機(jī)架的制作116
• 7.3 動力系統(tǒng)的選擇116-118
• 7.3.1 螺旋槳116-117
• 7.3.2 電機(jī)117-118
• 7.3.3 電調(diào)和電池118
• 7.4 控制系統(tǒng)的選擇118-119
• 7.5 組裝和試飛119-120
• 7.6 本章小結(jié)120-121
• 第八章 全文總結(jié)及展望121-124
• 8.1 本文主要工作及結(jié)論121-122
• 8.2 后續(xù)展望122-124
• 參考文獻(xiàn)124-126
• 致謝126-127
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文127

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本文編號：911191