分布式地面微波能量驱动的高空超长航时一体化无人飞行系统设计

高空超长航时飞行器在宽视域侦察、通信中继、应急救灾等领域具有重要的应用价值,为了实现真正意义上的超长航时飞行,充分利用5.8 GHz微波远距传输、低衰减等优势,提出了一种基于地面分布式微波能量驱动的高空无人飞行系统。该飞行系统主要包括飞行端(接收整流天线)、分布式发射端、以及天地互联高精度导引跟踪系统。其中,接收整流天线采用共面波导馈电的微带贴片天线,将接收天线和整流电路分别设计在一层介质基板两侧,整流电路基于共面波导的直通滤波器优化设计,形成圆极化整流阵列,仿真结果表明该方案对微波的转换效率可超过50%。接收整流天线以近似复合夹层结构与机体融合,在机身下部平坦区域形成可替代圆形天线区域,平台在该区域使用后加载-平坦下翼面翼型,外翼段使用优化的高升力翼型,保证了一体化平台的整体效能。发射天线采用化整为零的分布式发射阵列由伺服系统驱动跟踪飞行平台,在18 km高空形成微波合成覆盖区,通过仿真证明波束收集效率最高可达80%以上。跟踪导引采用分布式定位策略,融合扩展卡尔曼滤波可以实现高空30 m定位误差的超高精度定位。设计完成了1∶6.7的缩比系统验证试验,利用缩比飞行平台以8 m飞行高度穿越80 W单一发射天线微波覆盖区,成功实现能量传输,验证了系统设计原理的可行性。

高空、低速、低雷诺数对发动机部件及整机性能的影响研究

为研究FWS-9发动机作为高空无人飞行平台动力装置的可行性,在对发动机旋转部件(压气机、涡轮)雷诺数修正的基础上,研究了高空、低速、低雷诺数对发动机部件(风扇、压气机、主燃烧室和涡轮)和整机性能、稳定性的影响规律。