某无人机弹射起飞动力学分析与安全性研究

针对新型无人机设计初期技术人员关心的弹射方式的结构参数与布局形式的选型问题,以某无人机为研究对象,建立了无人机弹射起飞动力学模型。在此基础上分析了弹射杆长度、弹射杆机身安装点等主要参数对无人机弹射起飞安全性的影响,仿真结果表明:弹射杆长度增加、安装点距无人机质心水平距离减小、垂直距离增加均可增加弹射过程无人机俯仰角,减小前起落架轴向载荷及振荡,能够有效提高弹射起飞安全性;当弹射杆长度增加至800 mm,安装点距无人机质心水平距离减小至289 mm,垂直距离增加至365 mm,会有前起落架提前离地的风险;当安装点距无人机质心水平距离增加至589 mm,垂直距离减小至265 mm,前起落架会出现突伸现象。

无人机着陆滑跑数学模型与纠偏控制

针对地面滑跑状态下的无人机滑跑纠偏的控制问题,提出采用方向舵偏转、主轮差动刹车和前轮转向的联合纠偏控制方案和控制结构;通过纠偏控制分配,将多输入单输出无人机滑跑纠偏系统等效为具有单一虚拟纠偏舵面的单输入单输出系统,从而直接采用经典控制理论设计滑跑纠偏控制律参数;全面分析了无人机地面滑跑中所受地面力及力矩,同时考虑气动力及力矩,根据刚体动力学和运动学理论建立了全面反映无人机滑跑运动特性的无人机模型,并据此得到滑跑过程小扰动线性模型。以某无人机为算例,进行地面滑跑建模及分析。仿真结果表明,纠偏控制方案可实现全程滑跑纠偏的有效控制。

起落架缓冲器卡滞动态临界摩擦探究

为了探究起落架缓冲器卡滞特性设计准则,以某无人机主起落架为研究对象,依据飞机设计手册第14册中缓冲器卡滞特性分析方法,进行了静态和动态临界摩擦分析.分析表明动态临界摩擦在偏航着陆工况和机尾下沉回弹工况下可能发生卡滞.进而结合起落架落震动力响应曲线分析了动态临界摩擦的物理意义,发现现有飞机设计手册第14册中的动态临界摩擦分析方法卡滞判据并不成立,不应在计算临界摩擦系数时计入油液阻尼力.对于起落架缓冲器某状态时刻的卡滞特性分析,以飞机设计手册第14册中静态临界摩擦进行校核更为准确.

某型无人机起落架结构拓扑优化

为了探索拓扑优化设计在起落架结构上的应用,基于变密度法,建立了某型无人机起落架外筒支柱的拓扑优化模型,利用业内著名的结构优化平台OptiStruct,获得了满足多种典型工况下和多种约束条件下的最佳拓扑结构。对优化前后的模型进行静强度有限元仿真对比后,结果表明优化后的结构不仅减重20%,还大大降低了应力水平,满足强度和刚度设计要求。采用的拓扑优化设计方法对改进起落架结构设计,实现结构轻量化,提高飞机的性能和经济性具有重要意义。

随机激励下无人机起落架结构的动力响应分析

研究无人机在复杂环境下起降的问题,由于在不平整跑道上进行起落,无人机起落架结构在随机激励下承受非平稳载荷动力响应。依据机场跑道功率谱密度,推导出无人机在不同等级跑道上滑行时起落架承受的非平稳随机激励。建立无人机起落架的数学模型,给出起落架结构的动力方程。结合推导出的非平稳随机激励,并采用虚拟激励法,计算起落架结构的动力响应。仿真结果表明,在不同速度、不同等级跑道的情况下,计算得出起落架结构位移响应的功率谱密度和标准差,可为无人机起落架结构优化设计提供依据。

某无人机前起落架摆振动力学研究

针对某小型轮式起降无人机前起落架在滑跑过程中可能存在的摆振问题,首先,考虑其支柱前倾角、结构扭转及侧摆柔性、轮胎与地面作用特性等多个耦合因素,建立了前起的摆振动力学模型。其次,采用Matlab/Simulink对动力学模型进行了仿真分析,以阻尼参数的确定为例,得到了不同阻尼形式下的扭转、侧摆自由度的时域响应曲线,对比了库伦阻尼、线性阻尼、平方阻尼分别作用及组合作用下减摆效果。最后,研制了减摆器及无人机前起样机,并进行了外场滑跑试验。研究结果表明,无人机运行平稳,未发生摆振。线性阻尼和平方阻尼具有较好的减摆效果,既能够较快地耗散摆振能量,又不会产生过大阻尼力矩。

无人机设计参数对结构重量的影响分析

无人机的重量分析一直是无人机初步设计中一个重要的环节。本文通过对无人机结构重量数据的统计,结合专家设计经验及工程实践推导出无人机结构重量估算公式。用此公式对某型高空长航时无人机结构重量进行计算,分析表明此公式可以用来对初步设计阶段的无人机结构重量进行估算,合理且可靠。在此公式的基础上,推导出各个参数对结构重量的影响,对无人机的设计参数对无人机结构重量的影响进行了分析,得到了较好的结果。在无人机设计中,应着重考虑这些参数的影响,并尽量考虑到其他因素的存在。

先进复合材料在军用固定翼飞机上的发展历程及前景展望

复合材料以其卓越的性能和优秀的可设计性成为令人瞩目的材料体系。先进树脂基复合材料是目前航空领域广泛使用的材料。本文回顾了先进复合材料在国外固定翼航空器上的发展历程,对其在国内外飞机上的应用进行了分析,最后结合其在国内固定翼航空器上的发展历程,分析了目前先进复合材料发展遇到的问题,并从复合材料设计、制造、人才建设、基础技术研究和理念等方面对复合材料行业迅速发展提出一些建议。

某无人机液压起落架系统建模与仿真

某无人机液压系统主要为起落架的收放提供动力源,对其进行建模仿真能够实现参数和方案的优化,以便获得最佳的设计。基于节点法的集中参数数学建模思想,针对液压系统的动态特性仿真问题,研究了在MATLAB/SIMULINK下面向液压元件的液压系统动态特性仿真模型库的建立问题,建立各液压子系统模型,进行无人机液压起落架仿真,得到起落架收放时间短,达到某无人机起落架对响应时间的要求。

轻型无人机起落架设计与强度分析

为弥补轻型无人机起落架或助飞系统相关研究的不足,针对一种特定轻型无人机进行起落架的设计和分析。根据实际的应用需求,提出一种轻型无人机起落架结构和电气系统的设计方案。基于无人机质量采用ANSYS仿真软件建立有限元计算模型,对起落架结构的强度进行受力分析和仿真。结构强度分析结果表明:起落架最大形变量为0.6 mm,满足设计要求;所设计的轻型无人机起落架具有结构简单、质量轻、可靠性高等优点,为相关研究和工程应用提供了一种解决思路。

某无人机主起落架舱门联动机构设计

在空间布局紧凑条件下,通过对某无人机主起落架舱门收放空间的分析,实现了舱门和起落架的联动收放设计,并通过仿真验证对其收放状态进行描述。此方法可作为同类型无人机起落架与舱门联动设计的参考。

一种起落架下位锁机构的设计

设计了一种撑杆式下位锁装置,用于飞机起落架的收放折叠及起落架在放下位置的可靠锁定。首先依据起落架的使用情况、受载及其它要求,提出一种起落架下位锁机构的设计方案,然后利用航空通用设计软件CATIA对其各零部件进行三维建模和运动仿真分析,并用有限元软件ANSYS对其进行了强度分析,通过仿真分析验证其可行性和安全性。