某仿蝉翅膀气动功率特性的分析

针对某一特定形状仿蝉微飞行器的翅膀,进行了瞬时功率特性以及平均功率特性的分析.通过仿真,分析了翅膀在3种典型转动模式下的瞬时功率特性、平均功率与攻角幅值的关系,以及最大功率-平均功率比值与攻角幅值之间的关系.结果表明,该型翅膀超前模式下的平均转动气动功率对攻角幅值的变化比较敏感;滞后模式下转动气动功率最大峰值-平均值的比值对攻角幅值的变化也比较敏感;而平均拍动气动功率和攻角幅值之间的关系可近似地认为与模式无关;拍动气动功率最大峰值-平均值的比值和攻角幅值之间的关系也可近似地认为与模式无关.

仿蝉翅膀气动力及扭矩特性的分析

为仿蝉微飞行器(MAV)设计了一款翅展33 mm的翅膀,并采用准静态模型对该翅膀的气动力及扭矩特性进行了仿真分析;同时还分析了以上特性与攻角幅度之间的关系.力特性仿真结果表明,在超前模式典型拍动参数下,一对翅膀能提供26 g左右的平均升力,足于平衡质量为十几克的仿蝉微飞行器;同时提供合适的剩余升力供机动.扭矩仿真结果表明,翅膀转动模式对转动扭矩的影响很大,而对拍动扭矩影响较小;攻角幅值对转动和拍动扭矩的影响均比较大,但是超前模式下的转动扭矩却几乎不受攻角幅值的影响.为检验仿真结果的可信度,与相关文献类似实验的测量数据进行了比较.结果表明,仿真所得气动力曲线与相比较的实验结果曲线形状相似,特征点位置和幅度吻合较好.