高空微型飞行器滑翔轨迹特性优化研究

基于滑翔式微型飞行器(micro gliding air vehicle,MGAV)的布局、投射及飞行特点,分析并优化其在不同任务需求下的一般轨迹特性。首先,概述了此种MGAV的设计过程及总体参数;接着,基于一般意义的飞行器平面运动模型,推导出平衡滑翔初始投射条件,并结合实际投射装置参数推导真实初始投射条件。进一步分别比较了在这两种投射条件下的无约束最远射程轨迹特性,真实滑翔比平衡滑翔在射程上减少约5 km。然后,分析了此种飞行器可能存在的任务需求,采用高斯伪谱法得到在过程约束及终端约束下最长滑翔时间及保证滑翔时间及滑翔距离同时最长2种目标函数下的最优滑翔轨迹。第一种目标下,优化后航时和无控滑翔相比可提高约8 min,但是和理论最远射程136 km相比缩短20 km。第二种目标下,在最远射程维持不变的同时可使航时提高约2 min。最后,将优化轨迹的控制变量带入到动力学方程积分进行可行性验证。研究结果表明,基于高斯伪谱法的轨迹分析是一种高效可行的轨迹优化策略。

小型系留气球尾翼构型对气动特性的影响

针对小型系留气球尾翼设计周期长、参数调整复杂的问题,使用了建模仿真的方法:逐个改变决定系留气球尾翼构型的几个参数(弦长、高度、相对位置及尾翼夹角),建立了不同尾翼构型下的系留气球模型;并使用Fluent对这些模型进行了仿真计算。得到了小型系留气球气动特性随几个决定尾翼构型的关键参数变化的规律以及变化幅度。计算结果表明,修改尾翼构型时应该优先调整弦长、尾翼相对位置应该尽量接近球尾、下尾翼夹角90°较为合适。

飞艇的重生

未来空中的奢华旅行将返璞归真到已有100年历史的战争时期曾使用过的飞船,其燃料消耗仅仅是一架普通私人飞机的四分之一。对于那些寻求遍布于全球各个角落的好奇冒险者而言,可供私人选择的交通方式较为有限。超级游艇需要在抵达太平洋最远的岛屿之前重新加油。如果是试图徒步探索北极呢？你的私人飞机首先要找到一个可供着陆的跑道。