近年來,隨著無人機(jī)設(shè)計技術(shù)的進(jìn)步,國內(nèi)外掀起了研制無人機(jī)的高潮。其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,無論是在軍事領(lǐng)域還是在民用領(lǐng)域,都有無可替代的作用。無人機(jī)中低空監(jiān)測系統(tǒng)具有動作靈活、使用成本低、維護(hù)操作簡單等優(yōu)勢。無人機(jī)在森林防火方面已經(jīng)得到大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用。但是目前國內(nèi)針對森林防火無人機(jī)的研發(fā)較為緩慢。所以對森林防火小型無人機(jī)進(jìn)行研究是非常有意義的。飛機(jī)設(shè)計通常分為兩大階段：總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計�？傮w設(shè)計包括擬定設(shè)計要求、概念設(shè)計和初步設(shè)計,結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是詳細(xì)設(shè)計。本文主要針對森林防火小型無人機(jī)的總體設(shè)計和仿真方面進(jìn)行研究。運用空氣動力學(xué)相關(guān)知識,并基于森林防火小型無人機(jī)的設(shè)計參數(shù)、機(jī)體結(jié)構(gòu)、材料分析、動力系統(tǒng)等,對森林防火小型無人機(jī)進(jìn)行概念設(shè)計、三維造型,對森林防火小型無人機(jī)的總體設(shè)計及氣動優(yōu)化進(jìn)行初步研究。對森林防火小型無人機(jī)的飛行姿態(tài)控制、飛控系統(tǒng)、控制結(jié)構(gòu)和控制律進(jìn)行基本分析和設(shè)計。在分析飛控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理的基礎(chǔ)上構(gòu)建飛控系統(tǒng)電控平臺及其相關(guān)的控制設(shè)備。對森林防火小型無人機(jī)主要部分進(jìn)行設(shè)計,并對初始設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。通過對比市場上類似結(jié)構(gòu)的無人機(jī),發(fā)現(xiàn)機(jī)身設(shè)計存在的問題,并通過對機(jī)身... 

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 森林防火無人機(jī)的概述
    1.2 本文研究目的與意義
    1.3 國內(nèi)外森林防火研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 森林防火小型無人機(jī)設(shè)計理論基礎(chǔ)
    2.1 計算空氣動力學(xué)基礎(chǔ)
        2.1.1 基本方程
        2.1.2 常用方法
    2.2 結(jié)構(gòu)化模型
    2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點
    2.4 本章小結(jié)
3 森林防火小型無人機(jī)總體設(shè)計
    3.1 擬定設(shè)計要求
    3.2 概念設(shè)計
        3.2.1 氣動布局形式
        3.2.2 主要總體參數(shù)的選擇
        3.2.3 起飛重量的估算
        3.2.4 功率重量比和翼載荷的估算
        3.2.5 發(fā)動機(jī)和主要的機(jī)載設(shè)備
    3.3 初步設(shè)計
        3.3.1 方案設(shè)計
        3.3.2 總體布局
    3.4 三維造型
        3.4.1 計算機(jī)輔助飛機(jī)設(shè)計技術(shù)
        3.4.2 森林防火小型無人機(jī)建模
    3.5 無人機(jī)結(jié)構(gòu)及傳動控制描述
    3.6 復(fù)合材料的選用
        3.6.1 復(fù)合材料概述
        3.6.2 結(jié)構(gòu)材料的分析和選取
    3.7 本章小結(jié)
4 森林防火小型無人機(jī)的飛控系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 飛行姿態(tài)控制
    4.2 控制系統(tǒng)
    4.3 滾轉(zhuǎn)姿態(tài)控制分析
    4.4 俯仰角控制分析
    4.5 電控部分設(shè)計
    4.6 飛行控制設(shè)備
        4.6.1 控制器的選取
        4.6.2 自動駕駛儀
        4.6.3 飛行航跡矢量地面工作站
    4.7 本章小結(jié)
5 森林防火小型無人機(jī)機(jī)身設(shè)計及氣動優(yōu)化分析
    5.1 非線性空氣動力學(xué)數(shù)值方法
    5.2 森林防火小型無人機(jī)主要部分的設(shè)計
    5.3 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型
    5.4 設(shè)計路線
    5.5 機(jī)身分析及基于FLUENT的氣動外形優(yōu)化設(shè)計
        5.5.1 機(jī)身布局
        5.5.2 機(jī)身設(shè)計的優(yōu)化
        5.5.3 網(wǎng)格生成
        5.5.4 湍流模型
        5.5.5 仿真結(jié)果與分析
        5.5.6 機(jī)身通風(fēng)孔及裝配的設(shè)計
    5.6 本章小結(jié)
6 森林防火小型無人機(jī)氣動特性初步研究和模態(tài)仿真分析
    6.1 機(jī)翼結(jié)構(gòu)及優(yōu)化
        6.1.1 翼梁的設(shè)計
        6.1.2 肋板的設(shè)計
        6.1.3 導(dǎo)緣帽和尾撐桿的設(shè)計
        6.1.4 局部優(yōu)化
    6.2 機(jī)翼與機(jī)身連接結(jié)構(gòu)設(shè)計
    6.3 整架無人機(jī)的氣動特性分析
        6.3.1 機(jī)翼翼型選擇
        6.3.2 無人機(jī)幾何參數(shù)
        6.3.3 升力、阻力及升阻比
        6.3.4 阻力系數(shù)及極曲線
    6.4 無人機(jī)穩(wěn)定性的初步分析
    6.5 基于ANSYS Workbench的模態(tài)仿真分析
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3725427