氢动力无人机大展弦比机翼静气弹特性分析

以氢动力超长航时无人机(UAV)为背景,针对其大展弦比轻质复合材料机翼,采用强耦合方法求解了几何非线性变形下的静气弹特性,对比了弹性机翼与刚性机翼的气动性能,并在此基础上,给出了一种刚性机翼的弹性气动力修正方法。结果表明:相比刚性机翼,弹性机翼巡航状态下的升阻比降低3.2%,滚转力矩导数和偏航力矩导数显著增大,对飞机的气动性能产生不利影响;基于刚性计算结果,对大展弦比机翼进行气动修正,是一种有效的大展弦比轻质机翼气动分析思路。

长航时氢能源混合动力无人机构型设计与气动分析

为满足长航时氢能源混合动力无人机的设计要求,联合MATLAB和XFOIL优化方法对HM114翼型进行优化设计;基于最优翼型,设计了直机翼与椭圆翼(HY1)两种气动布局,通过计算流体力学对比分析了两种布局的气动性能。结果表明,优化后翼型升力系数提高了12.38%,升阻比增加了14.03%;两种布局在迎角α=4°时能实现最大升阻比,失速迎角α=12°,HY1压差较小可以为无人机贡献更多的升力;HY1机翼表面压力界线靠后具有更好的失速性能;两种布局均满足纵向静稳定性,但HY1稳定性更优。研究结果可为氢能源长航时固定翼飞机的气动设计提供参考。

氢动力固定翼无人机气动布局的气动特性评估

以长航时氢能源混合动力固定翼无人机气动布局选型为研究需求,针对某设计方案开展了气动特性的数值模拟研究,以期为气动布局设计的评估和改型工作提供数据支撑。研究中分析了11个迎角(范围-6°~14°)状态下的气动力数据,比较了两种湍流模型下的计算结果,得到了该气动布局的升阻力特性曲线,并对SST k-ω模型下的速度场、流线、压力云图、压力曲线分布等流动细节进行了分析。结果显示:该无人机的气动性能较高,当迎角α=4°时能实现最大升阻比为14.5,失速迎角为8°,设计基本符合要求。同时,流场中涉及的速度、压力、流动分离等分布特征对进一步优化该款无人机的气动性能具有重要意义,为飞机气动布局方案的后续改进提供了依据。