飞行角度及弯曲折叠对仿鸟扑翼飞行器影响分析

针对鸟类扑翼飞行运动多参数耦合影响,参照鸟外形尺寸构建仿鸟扑翼飞行器的三维模型,建立扑翼"挥拍-扭转-弯曲折叠"多自由度运动模型,以计算流体力学仿真软件XFlow为平台,分别对机身飞行角度和扑翼弯曲折叠角两方面进行仿真分析。结果表明:机身在不同飞行角度的情况下,产生的升力系数和阻力系数的峰值不同;飞行角度0°时平均阻力系数最小,平均升阻比系数最大,更有利于扑翼飞行器平飞飞行;扑翼在弯曲折叠作用下,外扑翼上表面形成剧烈涡流和负压,有利于提高升力系数,对阻力系数影响较小。

多段翼多自由度扑翼飞行器气动特性仿真研究

传统扑翼飞行器模型中机翼多数是二维刚性翼,且上扑、下扑过程完全对称。为进一步改良扑翼机气动特性,利用近似柔性思想,建立多段式机翼,达到近似柔性效果,加入急回特性,延长了下扑时间;并在原有扑动、扭转两个运动的基础上加入弯曲折叠运动,提出了一种“扑动-扭转-弯曲折叠”三维模型;将建立的模型导入Xflow,改变扑翼机模型的运动参数,对扑翼飞行器模型进行气动仿真,得出了多段翼多自由度扑翼飞行器升力系数、推力系数与来流速度、扑动频率、机翼初始迎角、内翼扑动幅值之间的非线性关系。