發(fā)布時(shí)間：2021-10-28 11:42

　　傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)兼顧了旋翼和固定翼無人機(jī)垂直起降和高速前飛的特點(diǎn),其復(fù)雜的飛行方式給無人機(jī)帶來了較大的氣動(dòng)影響。本文以飛翼布局傾轉(zhuǎn)三旋翼無人機(jī)為研究對(duì)象,針對(duì)傳統(tǒng)傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)載重較小,續(xù)航時(shí)間較短的問題,論文提出一種前后三個(gè)旋翼均可傾轉(zhuǎn)的飛翼布局傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)構(gòu)型方案,通過對(duì)其計(jì)算、建模和仿真分析,設(shè)計(jì)出滿足任務(wù)要求的傾轉(zhuǎn)三旋翼無人機(jī),并采用計(jì)算流體力學(xué)的方法對(duì)其進(jìn)行氣動(dòng)特性研究。首先,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行總體布局對(duì)比和選擇,按照所選飛翼布局,確定傾轉(zhuǎn)三旋翼無人機(jī)的總體參數(shù),并對(duì)無人機(jī)進(jìn)行機(jī)翼、機(jī)身、操縱面、翼梢小翼、動(dòng)力裝置和傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的計(jì)算、設(shè)計(jì)和建模,及起落架的設(shè)計(jì)。然后,采用多重參考系建立了適合飛翼布局傾轉(zhuǎn)三旋翼無人機(jī)的數(shù)值計(jì)算方法,并運(yùn)用CATIA軟件進(jìn)行了螺旋槳CAD逆向建模,通過對(duì)螺旋槳拉力和功率試驗(yàn)值與計(jì)算值的對(duì)比,驗(yàn)證了本數(shù)值計(jì)算方法的有效性。最后,基于已建立的氣動(dòng)模型和數(shù)值計(jì)算方法,通過Fluent軟件計(jì)算和分析該布局傾轉(zhuǎn)三旋翼無人機(jī)在懸停垂直爬升狀態(tài)、前飛和傾轉(zhuǎn)過渡狀態(tài),有無螺旋槳對(duì)機(jī)體的氣動(dòng)影響,無人機(jī)前飛狀態(tài)橫航向及縱向靜穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明,懸停狀態(tài)下,旋翼對(duì)機(jī)... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

“魚鷹”運(yùn)輸機(jī)

中北大學(xué)學(xué)位論文3圖1-3V-22“魚鷹”運(yùn)輸機(jī)圖1-4V-280Fig.1-3V-22OspreytransportFig.1-4V-280然而最早的無人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)為美國貝爾公司和波音公司合作研制的D-340Pointer，該無人驗(yàn)證機(jī)采用盒型截面的機(jī)身，但起落架仍采用傳統(tǒng)直升機(jī)的滑撬式，并于1988年完成首飛。隨后貝爾公司開展了“鷹眼”可傾轉(zhuǎn)旋翼垂直起降無人飛行器的研究[9,10]，“鷹眼”無人機(jī)，外形上與傳統(tǒng)固定翼飛機(jī)類似，但結(jié)合了直升機(jī)和固定翼優(yōu)點(diǎn)于一身，可以進(jìn)行垂直起降和固定翼巡航，具有比傳統(tǒng)直升機(jī)更寬的飛行包線，能以290km/h的速度飛行，并可達(dá)到3h的續(xù)航時(shí)間。以色列軍方新一代“黑豹”傾轉(zhuǎn)三旋翼無人機(jī)于2010年亮相。如圖1-6所示，此無人機(jī)由IAI公司研發(fā)，其最大特點(diǎn)是不但可以常規(guī)起降，也可垂直起降。動(dòng)力裝置為三臺(tái)靜音電動(dòng)機(jī)，安裝于機(jī)翼前兩側(cè)的旋翼可前后獨(dú)立傾轉(zhuǎn)，而尾部旋翼則可以左右傾轉(zhuǎn)，正常巡航時(shí)，機(jī)翼兩側(cè)的旋翼向前傾轉(zhuǎn)直至水平，以提供前飛動(dòng)力。同時(shí)其采用模塊化的機(jī)翼，擁有不同翼展的機(jī)翼可供選擇，在使用6m翼展時(shí)可以攜帶8kg的機(jī)載設(shè)備進(jìn)行不間斷的6h飛行[11]。圖1-5“鷹眼”無人機(jī)圖1-6“黑豹”無人機(jī)Fig.1-5“Eagleeye”UAVFig.1-6“Panther”UAV

中北大學(xué)學(xué)位論文3圖1-3V-22“魚鷹”運(yùn)輸機(jī)圖1-4V-280Fig.1-3V-22OspreytransportFig.1-4V-280然而最早的無人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)為美國貝爾公司和波音公司合作研制的D-340Pointer，該無人驗(yàn)證機(jī)采用盒型截面的機(jī)身，但起落架仍采用傳統(tǒng)直升機(jī)的滑撬式，并于1988年完成首飛。隨后貝爾公司開展了“鷹眼”可傾轉(zhuǎn)旋翼垂直起降無人飛行器的研究[9,10]，“鷹眼”無人機(jī)，外形上與傳統(tǒng)固定翼飛機(jī)類似，但結(jié)合了直升機(jī)和固定翼優(yōu)點(diǎn)于一身，可以進(jìn)行垂直起降和固定翼巡航，具有比傳統(tǒng)直升機(jī)更寬的飛行包線，能以290km/h的速度飛行，并可達(dá)到3h的續(xù)航時(shí)間。以色列軍方新一代“黑豹”傾轉(zhuǎn)三旋翼無人機(jī)于2010年亮相。如圖1-6所示，此無人機(jī)由IAI公司研發(fā)，其最大特點(diǎn)是不但可以常規(guī)起降，也可垂直起降。動(dòng)力裝置為三臺(tái)靜音電動(dòng)機(jī)，安裝于機(jī)翼前兩側(cè)的旋翼可前后獨(dú)立傾轉(zhuǎn)，而尾部旋翼則可以左右傾轉(zhuǎn)，正常巡航時(shí)，機(jī)翼兩側(cè)的旋翼向前傾轉(zhuǎn)直至水平，以提供前飛動(dòng)力。同時(shí)其采用模塊化的機(jī)翼，擁有不同翼展的機(jī)翼可供選擇，在使用6m翼展時(shí)可以攜帶8kg的機(jī)載設(shè)備進(jìn)行不間斷的6h飛行[11]。圖1-5“鷹眼”無人機(jī)圖1-6“黑豹”無人機(jī)Fig.1-5“Eagleeye”UAVFig.1-6“Panther”UAV

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]旋翼滑流對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛機(jī)模式下氣動(dòng)特性的影響[J]. 陳皓,陸志良,郭同慶.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]垂直起降無人機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 于進(jìn)勇,王超.  飛航導(dǎo)彈. 2017(05)
[3]傾轉(zhuǎn)三旋翼無人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 陳琦,江濤,蔚建斌,史鳳鳴.  飛航導(dǎo)彈. 2016(07)
[4]過渡狀態(tài)傾轉(zhuǎn)旋翼氣動(dòng)力模擬的高效CFD方法[J]. 李鵬,招啟軍,汪正中,王博.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]傾轉(zhuǎn)三旋翼飛行器地面效應(yīng)風(fēng)洞試驗(yàn)[J]. 陳坤,史志偉,孫加亮.  航空學(xué)報(bào). 2015(09)
[6]國外海上無人機(jī)發(fā)展綜述[J]. 劉大勇,劉佳.  飛航導(dǎo)彈. 2014(11)
[7]三旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)分析及建模[J]. 楊陽,崔金峰,余毅.  光學(xué)精密工程. 2013(07)
[8]海軍傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)技術(shù)和發(fā)展優(yōu)勢(shì)綜述[J]. 唐亮,徐慶九.  科技資訊. 2012(28)
[9]傾轉(zhuǎn)旋翼過渡狀態(tài)的尾跡及氣動(dòng)力特性計(jì)算與分析[J]. 李春華,徐國華.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)
[10]懸停和前飛狀態(tài)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的旋翼自由尾跡計(jì)算方法[J]. 李春華,徐國華.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)

博士論文
[1]傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)過渡模式下非定常氣動(dòng)力數(shù)值模擬[D]. 陳皓.南京航空航天大學(xué) 2018
[2]涵道共軸雙旋翼無人機(jī)氣動(dòng)外形關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 姜悅寧.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2017
[3]變高度、變傾角的翼梢小翼驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究[D]. 李偉.南京航空航天大學(xué) 2012

碩士論文
[1]“工”型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與傾轉(zhuǎn)階段穩(wěn)定性研究[D]. 連歡.中北大學(xué) 2019
[2]傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)氣動(dòng)干擾分析及機(jī)翼優(yōu)化[D]. 趙廣.南昌航空大學(xué) 2019
[3]傾轉(zhuǎn)三旋翼無人機(jī)總體與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. �；坻�.南京航空航天大學(xué) 2018
[4]傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器氣動(dòng)特性分析及設(shè)計(jì)研究[D]. 陳天予.南京航空航天大學(xué) 2018
[5]傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器氣動(dòng)干擾分析[D]. 王策.南京航空航天大學(xué) 2018
[6]翼身融合太陽能無人機(jī)總體設(shè)計(jì)與能量管理系統(tǒng)優(yōu)化[D]. 王健.南京航空航天大學(xué) 2016
[7]一種翼身融合無人飛行器的總體設(shè)計(jì)及協(xié)同作戰(zhàn)研究[D]. 張帥浩.南京航空航天大學(xué) 2015
[8]螺旋槳/機(jī)翼氣動(dòng)干擾的數(shù)值模擬研究[D]. 白方兵.南京航空航天大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3462752