基于虚拟样机技术倾转四旋翼飞行器联合仿真

为了解决倾转四旋翼飞行器的机械系统及控制系统的设计问题,首先在ADAMS软件中建立倾转四旋翼飞行器的虚拟样机机械模型,同时在MATLAB/Simulink环境中引入了跟踪微分器并建立了非线性串级PID控制系统模型,然后通过搭建共享的虚拟样机模型实现联合仿真,最终得到机械系统和控制系统优化后的设计方案。仿真结果表明:倾转四旋翼飞行器的姿态调整过程稳定,具有很好的动态响应特性,为今后旋翼倾转过程的理论分析打下了良好的基础。

新构型倾转四旋翼飞行器总体初步设计

针对倾转旋翼飞行器研制过程中旋翼设计通常难以满足两个模式下飞行效率的问题开展了研究。通过采用两副类似直升机旋翼设计的旋翼和两副类似固定翼螺旋桨设计的螺旋桨,实现倾转四旋翼飞行器在两个模式下的基本功能。首先,对比分析不同升力组件布局方案,验证了构型的可行性。其次,根据设计指标开展总体参数及气动布局设计。最后,采用CFD方法进行气动特性分析,并基于飞行性能计算方法进行飞行性能计算,完成新构型倾转四旋翼飞行器总体方案设计。研究成果对于新构型倾转四旋翼飞行器的研制具有一定借鉴作用。

倾转四旋翼机气动特性分析及参数影响研究

采用机身/机翼/尾翼贴体网格与旋翼动量源相结合的CFD方法,开展了某倾转四旋翼机气动布局参数对气动特性的影响分析研究。首先,建立了一套适用于倾转四旋翼机全机干扰流场模拟的数值方法。然后,基于所建立方法开展了不同部件干扰情况下旋翼气动特性分析。最后,分析了前飞速度、旋翼旋向组合、旋翼横向距离对旋翼与机翼气动特性的影响规律。结果表明:后旋翼气动特性受全机干扰的影响较大,后旋翼拉力相对于孤立旋翼减小了41%。随着前飞速度的增加,前旋翼和机翼对后旋翼的气动干扰增强。从机头前方正视,机翼的左旋翼右旋和机翼的右旋翼左旋,有利于改善全机气动性能。前后旋翼的横向距离增大会提高后机翼和后旋翼的气动性能,横向距离为0.5 m时,后旋翼拉力比0 m时增大47%。