翼尖法向吹气对编队飞行安全性的影响

为了提高编队飞行的安全性,提出了采用翼尖法向吹气的方法削弱前机尾流的影响。采用数值模拟方法进行了不同编队位置飞行过程中前机尾流对后机气动特性的仿真分析,并通过仿真方法对翼尖法向吹气进行了数值仿真。仿真结果表明:编队飞行过程中,后机在横向穿越前机的涡区时受到很大的扰动力矩,加大了舵面操纵和飞机控制的难度,严重危害到后机的安全性。引入翼尖法向吹气后,后机的翼尖涡被削弱,升阻比随着吹气动量系数的增大而增大。随后在Simulink中搭建了带有翼尖法向吹气的编队飞行控制系统进行仿真模拟。仿真结果表明:所提出的翼尖法向吹气减弱了前机尾流的影响,使后机在横向穿越前机涡区过程中位置偏差和速度偏差减小,同时后机副翼偏转量大幅减小,后机安全性得以提高。

无人机空中回收气动干扰与对接路径研究

针对采用空中平台进行直接对接的新型无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)回收方法进行了气动干扰仿真与对接路径研究。在对接回收过程中,UAV需要从远方逐渐接近空中平台。在UAV靠拢平台的过程中,会受到平台翼尖尾涡的影响。如何使UAV以正确的路径接近空中平台是能否成功回收的关键。主要从气动特性方面出发,首先通过计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)仿真研究分析了UAV沿不同路径与空中平台进行对接回收时的气动性能变化规律,然后使用代理模型对产生的气动干扰进行拟合分析,得出UAV气动干扰在空中平台周围的空间分布。随后针对不同对接路径的气动干扰,使用MATLAB构建了一种抗干扰滑模控制器,并对不同路径下的对接过程进行对比仿真验证。研究结果表明,进近对接过程中UAV从平台前方向后方减速接近平台时气动性能最为稳定。