对称折叠翼尖变体飞行器的纵向建模与气动分析

为研究展向自适应机翼的气动特性随翼尖折叠角的变化规律,本文以一种新型形状记忆合金驱动的折叠翼尖变体飞行器-改进型Cessna 550为研究对象,提出了一种基于翼尖折叠角度的可变气动参数的纵向非线性动力学建模方法。首先,为了探索翼尖折叠运动如何影响飞行器的气动性能,本文采用计算流体动力学建立了变体飞行器的三维模型,并通过气动仿真获得不同翼尖折叠角度下的气动系数。通过曲线拟合得到了各气动参数关于翼尖折叠角度的函数关系式,建立了关于翼尖折叠角度的变体飞行器非线性动力学模型。进而,基于所得到的气动参数,对飞行器的起飞、机动和着陆3个阶段以及折叠过程中的纵向静稳定性进行了分析,得到了折叠翼尖变体飞行器在不同的飞行状态下的最佳变体策略。最后,通过纵向稳定分析验证了所提变形策略的可行性。