无人机空中回收气动干扰与对接路径研究

针对采用空中平台进行直接对接的新型无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)回收方法进行了气动干扰仿真与对接路径研究。在对接回收过程中,UAV需要从远方逐渐接近空中平台。在UAV靠拢平台的过程中,会受到平台翼尖尾涡的影响。如何使UAV以正确的路径接近空中平台是能否成功回收的关键。主要从气动特性方面出发,首先通过计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)仿真研究分析了UAV沿不同路径与空中平台进行对接回收时的气动性能变化规律,然后使用代理模型对产生的气动干扰进行拟合分析,得出UAV气动干扰在空中平台周围的空间分布。随后针对不同对接路径的气动干扰,使用MATLAB构建了一种抗干扰滑模控制器,并对不同路径下的对接过程进行对比仿真验证。研究结果表明,进近对接过程中UAV从平台前方向后方减速接近平台时气动性能最为稳定。