无人机单、双尾撑布局的结构效率研究

为了探讨在总体设计中单、双尾撑布局无人机的结构效率,本文采用工程梁方法对这一设计问题进行简化与建模,作为无人机设计时对结构因素的考虑。理论推导与实际算例结果均表明,双尾撑布局比单尾撑布局具有更高的结构效率,因而从结构刚度上能够解释很多无人机采用双尾撑布局的理由。最后,作者给出了3点结论。

双尾撑布局无人机上开伞动力学研究

针对双尾撑布局无人机上开伞过程,通过分析伞舱盖转动开启过程受力以及运动,建立伞舱盖开启过程动力学模型。采用平板大迎角气动力计算理论对伞舱盖开启过程中气动力进行分析计算,得到伞舱盖开启判定条件、伞舱盖转角与角速度关系模型、伞舱盖开启扭矩与角度关系模型。在安全开伞分析过程中,引入引导伞包开伞成功判定因子,分析了引导伞包分离角度、开伞速度和主伞包顶力对于开伞成功判定因子的影响关系。分析了双尾撑布局无人机在常用开伞速度(25~33.3 m/s)区间内,引导伞包与伞舱盖的最佳分离角度范围。最后,通过地面风洞开伞试验,对所建立的开伞过程动力学模型进行试验验证。

双尾撑倒V尾无人机气动特性及静稳定性计算分析

在双尾撑无人机上配置倒V形尾翼,其夹角会影响全机的气动特性和静稳定性。提出一种双尾撑倒V形尾翼布局,采用数值方法与U形尾翼布局进行对比分析;对倒V形及U形尾翼布局的计算模型进行校核和验证,分析两种布局在不同迎角和侧滑角下的纵向、横向和航向气动特性及静稳定性。结果表明:倒V形尾翼可减小浸润面积,使全机升阻比提高2.2%,增大了尾翼失速迎角,但横向静稳定度明显下降;当尾翼夹角小于90°时,倒V形尾翼能够增强全机横向稳定性,夹角增大也会使航向静稳定度略有降低,而纵向静稳定度有一定增强。

双尾撑布局飞机气动特性计算分析

为研究双尾撑布局飞机气动性能,提出了常规布局和双尾撑两种布局方案,并进行了计算和分析对比。对计算模型进行了网格收敛性分析,计算了两种布局巡航速度时迎角在-9°~18°范围内的气动特性,并对比分析了两种布局升阻特性和俯仰力矩特性。结果表明,两种布局的升阻比变化趋势一致,在最大升阻比附近,双尾撑布局的升阻比略大于常规布局;在俯仰力矩系数的线性变化区间,双尾撑布局斜率较常规布局高29.8%。就本文算例而言,双尾撑布局的失速改出特性优于常规布局。

双尾撑布局无人机总体气动设计研究进展

介绍了双尾撑布局飞机的起源和特征,讨论了大展弦比和中等展弦比双尾撑布局无人机的设计特点和区别,归纳了双尾撑无人机总体气动设计工具、经验估算公式和阻力特性;指出将统计方法和数值模拟方法相结合,进行多学科设计优化是可行的解决方案,并对未来可能的设计方向进行了展望。

基于结构动网格的无人机地面效应研究

为了更好地分析地面效应对无人机气动特性的影响,采用一种新的结构动网格生成技术,运用CFD手段对某无人机的地面效应进行了研究。在一套静态网格CFD计算基础上,运用结构动网格生成技术,获得非定常的网格移动,得到一系列的不同攻角、地面效应高度的CFD网格及初始流场。在此基础上进行定常流场求解,计算得到地面效应的定常CFD结果。最后对某双尾撑布局无人机的地面效应进行了CFD计算研究,对相应的全机气动特性的影响进行了分析。计算结果表明:地面效应对平尾的影响大于对机翼的影响并使平尾的失速迎角提前;该方法是可行的,具有一定的工程应用价值。