基于MBSE的某临近空间无人机供配电系统建模与仿真技术应用与研究

传统基于文档的系统工程在无人机系统的设计过程中存在着基于语言表达的二义性、延续性差及可读性差等原因,不能够保证无人机系统在设计时模型传递数据的同元及连续验证。本文提出采用基于MBSE的无人机系统设计方法和扩展建模语言仿真技术解决基于文档的设计方法问题。以临近空间无人机供配电系统为研究对象,采用MagicDraw建模工具和MagicGrid方法论,对系统进行需求分析、架构设计、系统建模及仿真验证的闭环设计过程;采用扩展SysML仿真技术,实现SysML模型、Simulink模型及Modelica模型等异源异构模型集成仿真,通过连续性的验证在设计早期探寻系统定义的问题,降低系统开发的风险和成本,提升系统设计质量。

国外临近空间超长航时无人机发展及应用情况综述

临近空间超长航时无人机凭借高飞行高度和超长续航时间,在军民信息保障领域具有广阔应用前景,针对目前国内对其发展情况的系统研究相对较少的问题,在广泛调研国内外资料的基础上,梳理总结了国外太阳能动力和涡轮增压动力两类临近空间超长航时无人机的发展情况,分析了该类无人机涉及到的气动、结构、控制、能源、动力等相关技术难点,归纳总结了遥感类、通信类、特种类三类应用方向,提出了加快发展该类无人机的建议。

低雷诺数多螺旋桨/机翼耦合气动设计

以临近空间太阳能无人机研究为背景,针对高空低雷诺数状态下多螺旋桨/机翼构型进行了耦合气动设计研究。首先,通过对典型多螺旋桨/机翼构型进行气动特性及流动特性分析,提出了以在多螺旋桨滑流影响下构建机翼近壁面理想流态分布形式为核心的低雷诺数多螺旋桨/机翼耦合气动设计思想;然后,基于该耦合设计思想,依次进行了多螺旋桨布局参数设计研究、低雷诺数流态区域二维翼型设计研究以及近似高雷诺数流态区域耦合螺旋桨滑流影响的机翼翼段设计研究;最后,通过相关设计结果的对比分析验证了所提出低雷诺数多螺旋桨/机翼耦合气动设计思想及设计方法的有效性和可靠性。结果表明:与常规仅进行低雷诺数翼型优化得到的设计结果相比较,基于所提出低雷诺数多螺旋桨/机翼耦合设计思想设计得到的多螺旋桨/机翼构型气动特性得到显著改善,在设计状态下,多螺旋桨滑流影响下的机翼阻力相对降低达8.8%,升阻比相对增大达12.1%,由多螺旋桨滑流为机翼气动特性带来的不利影响亦得到约64.5%的补偿和改善。