Dynamic Analysis and Optimization of Pneumatic Wedge-Shaped Launcher for UAV

The constitution,structure,working principle and launching process of the wedge-shaped pneumatic launcher of an unmanned aerial vehicle(UAV)are described.By simplifying its physical model,two dynamic models of the UAV launch system are established based on Lagrange equation and MSC.ADAMS,respectively.The curves of the acceleration and the velocity of UAV changing with time are obtained.The simulation results are compared with the experimental results to verify the correctness of the model.Then,the influence of the parameters on the launch is explored.Finally,the system is optimized.The maximum overload and the acceleration fluctuation are reduced.

基于空中回收的运载火箭尾舱挂取方案设计及仿真分析

运载火箭空中回收的挂取过程是整个回收过程中最关键的环节之一。针对运载火箭尾舱空中挂取的全流程,开展了将直升机作为回收平台的钩取装置设计,主要包括拉力传感器、过载保护装置、减载装置以及末端的执行机构。翼伞和减速伞从火箭尾舱的底部弹出,挂取装置可通过挂取翼伞顶部的牵顶伞实现对回收体的挂取操作。通过对挂取过程的仿真分析可以看出,回收体的质量增大时,过载显著增加,而当翼伞的收伞时间增加时,减载效果明显。

水下运载器动力学仿真以及串级控制器参数优化

为了让水下运载器能够更好完成潜射无人机的跨介质机动,基于回转体结构以及ROV(Remote Operated Vehicle)驱动模式设计一种具有动力的潜射无人机水下运载器。根据该运载器的外形结构和驱动模式特点,对其进行动力学建模并设计一种串级控制器控制该运载器的六自由度运动参数,利用Matlab/Simulink进行仿真验证,最后利用Isight优化软件对该运载器的串级控制器参数进行优化,分别利用自适应DOE优化算法和Evol优化算法进行优化计算,经过优化后的串级控制器在六自由度上的轨迹跟踪效果均有提升,其中Evol优化算法优化效果更好,计算成本更小。

无人机气液压发射动力学数值仿真

气液压发射起飞是近年来国际上出现的一种先进的中小型无人机发射方式,以气液压能源提供动力实现无人机发射起飞。基于气液压系统原理,对蓄能器气体弹簧的弹性系数进行分析,建立由气液压系统动力学模型、增速滑轮组动力学模型、无人机及滑车的运动方程构成的发射过程动力学模型,并进行仿真计算和数值分析,分析结果表明无人机及滑车质量、蓄能器充油压力、液压缸活塞有效面积、蓄能器容积是影响发射过程和起飞速度的关键参数,在一定范围内通过调节气液压系统参数可适应于不同的无人机起飞质量和起飞速度要求。采用与试验结果比对的方法修正气液压系统的总粘性阻尼系数,将仿真结果与试验结果进行对比研究,研究结果表明仿真计算结果与试验结果表现出较好的一致性,证明了发射过程动力学模型的正确性,为无人机气液压发射装置的工程研制提供了重要的理论参考。

火箭助推无人机起飞发射段建模与仿真

针对火箭助推器对无人机发射的影响,对某型无人机发射过程中机体受到的外力和外力矩进行了理论分析和计算,重点研究了火箭助推器脱落瞬间机体的受力情况.在此基础上,建立了该型无人机起飞发射段数学模型,将其成功应用于基于Matlab/Simulink环境的发射段数字仿真系统,并进行了数字仿真.仿真结果表明:仿真中无人机的高度、速度和俯仰角等飞行参数的曲线均与试飞数据基本一致,所建立模型准确、可信;无人机起飞阶段舵面效率较低,必须调整好火箭助推器的安装角度,无人机才能成功发射.该模型可用于发射段控制方案的设计,为保证无人机发射试验成功提供参考数据.

螺旋桨无人机双发火箭助推发射过程控制研究

研究了螺旋桨无人机双发火箭助推发射过程的控制系统设计,分析了螺旋桨发动机离合时间和油门最大开度时间等关键参数对发射过程的影响。建立了火箭助推无人机发射过程的非线性数学模型和包括俯仰角、滚转角和航向角控制回路的飞行姿态控制系统及其仿真结构,仿真验证了飞行控制系统的有效性和螺旋桨发动机离合时间和油门最大开度时间等对无人机火箭助推发射过程的影响。仿真结果表明,飞行控制系统能够有效控制无人机发射过程的姿态,实现稳定爬升。在保证安全发射的前提下,应尽早实现螺旋桨发动机离合和油门最大开度。

潜射无人机发展现状及其关键技术

介绍了国外潜射无人机的发展现状,潜射无人机与其他无人机最大的不同点及其技术难点是其发射技术、涉及发射装置设计技术和无人机翼面折叠技术等。针对潜射无人机干式发射和湿式发射等不同发射技术的特点及其适用性进行了研究分析,并对其他关键技术如回收技术、动力装置技术、数据链路技术等进行了分析。

基于直线直流电机的无人机发射技术研究

研究将直线直流(DC)电机原理应用于无人机(UAV)发射技术,选择了永磁无刷直线直流电机(PMBLDCM)作为动力源,设计了新概念UAV发射器的模型,对UAV导轨起飞运动学进行了分析。通过实例的计算数据比较,确定了基于PMBLDCM的UAV发射技术是可行的且优点明显。

某无人机火箭助推发射段动力学仿真

为研究某无人机火箭助推发射起飞段的动力学特性,建立其动力学模型并进行了仿真;依据某无人机的真实结构和实际发射情况,建立无人机发射系统的三维实体模型,导入ADAMS中,并基于多刚体动力学方法对无人机仿真模型进行动力学仿真;通过仿真分析,得出了无人机平稳起飞的合适的火箭安装角和机体发射角,为无人机发射技术提供了一定的参考。

无人机气液压发射原理试验研究

气液压发射起飞是近年来国际上出现的一种先进的无人机发射方式,适用于中小型无人机的发射起飞。原理试验研究为无人机气液压发射技术的应用研究提供试验基础,并为发射装置的工程研制提供设计依据。气液压发射是将气压储能与液压传动相结合以产生作用力,使无人机加速至起飞速度。以滑车为无人机的模拟试验件进行原理试验,并对蓄能器油压、钢丝绳牵引力、滑车速度等参数进行动态测量,试验结果表明,气液压发射原理切实可行,增加充油压力能明显增大发射装置的做功能力。气液压发射原理在工程应用中进一步得到有效验证。

无人机液压弹射系统的模型研究与仿真

以气囊式蓄能器作为主要动力源、滑轮组作为增速机构的无人机液压弹射系统为研究对象,介绍了系统弹射阶段的工作原理,提出一种分析滑轮组模型的新方法,建立了系统的简化模型,并利用功率键合图法推导出了系统的数学模型。以一个实际系统为例进行仿真,得到了液压缸进油腔压力和无人机及滑车速度的变化曲线。通过类比证明该研究方法是可行的,为类似系统的设计和研究提供了理论的指导。

航箭发控系统虚拟检测仪研制

针对现有的航箭发控系统检测仪可靠性低、灵活性差等缺点,设计新型航箭发控系统虚拟检测仪,给出检测仪的硬件组成和软件设计。该仪器以IPC-610型工业控制计算机为核心,采用VC++编程,综合运用标准接口及总线技术、故障检测技术、FIFO技术等,能够有效地提高仪器的可靠性和灵活性。

单片机在航箭发控系统通用检测仪中的应用

目前航空火箭武器仍是歼击机上主要对地攻击武器之一。但现有的航箭发控系统检测仪既不具有通用性,又不能测试航箭发射脉冲参数。为此,利用单片机技术设计了航箭发控系统通用检测仪。介绍了检测仪的设计方法,给出了较为详细的硬件组成和软件流程。该仪器现已装备部队,经使用证明,该检测仪操作简单、显示直观、清晰、记录准确、通用性强、满足设计。

运载火箭空中回收技术研究

为探索新型运载火箭重复使用子级回收技术,文章首先对运载火箭空中回收技术的应用需求进行了分析;然后对国际上相关技术的研究现状进行了简要综述,并针对某型液氧甲烷重复使用运载火箭,设计了其一子级动力舱段的典型空中回收总体技术方案,给出了空中回收典型流程;最后对空中回收涉及的各项关键技术进行了分析,结果表明,空中回收作为一种运载火箭重要部段的回收方式具有无损、精确、快速、机动等优点,具有重要的研究价值和推广意义,相关关键技术解决途径明确,可尽快开展飞行试验验证,实现工程应用。

火箭助推无人机起飞段发射动力学建模与分析

为研究某无人机火箭助推发射起飞段的动力学特性,建立其发射动力学模型并进行仿真分析。依据某无人机发射运动的实际问题,建立无人机在导轨上运动阶段的发射动力学数学模型,推导其离轨发射运动方程组。然后利用Matlab软件分别取不同的导轨长度和发射倾角进行仿真计算,得到无人机离轨运动规律和离轨运动参数,并对无人机与箱体的安全让开距离进行分析。结果表明,无人机的离轨运动特性与滑轨长度和发射倾角有关,在一定的滑轨长度和发射倾角下无人机能够安全发射。

无人机单侧投弹干扰模型的建立与仿真

无人驾驶飞机单侧弹射投弹时会产生干扰力矩,影响无人机稳定飞行。针对这个问题,对投弹后无人机恢复导弹发射前姿态的过程进行了分析,描述了投弹对无人机的干扰问题。以小扰动状态方程为基础,将干扰力矩作为输入,并在控制律优化设计后将自动驾驶仪控制律作为控制方程代入小扰动模型。在挂载导弹到机身距离较小的情况下,对投弹后无人机姿态角的变化进行了建模、仿真和结果分析。仿真结果表明,在单侧投放导弹后,无人机能够很好地稳定飞行姿态,控制无人机平台以投弹前航向继续稳定飞行,为第二枚导弹的顺利投放做准备。

某无人机火箭助推发射段动态分析与仿真

为检验某无人机火箭助推发射装置的性能,建立无人机发射系统的三维实体模型及有限元模型,并基于显式动力学方法对无人机有限元模型进行动力学仿真。由仿真结果可知,能量平衡关系得到了满足,无人机运动特性均满足设计要求,为无人机的发射提供了一定的参考。

小型无人机弹射系统的动力学研究

为发挥小型无人机的作战效能,设计了一款弹簧式小型无人机发射系统,建立了无人机发射系统的物理模型和动力学模型,并对弹射过程进行动力学仿真,得到了无人机发射系统的运动曲线.研究表明,这种小型无人机发射系统采用弹簧作为动力源,结构简单,原理可行,能够使无人机获得所需的起飞速度.

无人机电磁弹射技术研究

与现有的各种无人机发射方式相比,无人机电磁弹射方式具有更多的优点,能更好地提高无人机发射效率。通过原理性分析以及导轨起飞运动学分析,对无人机电磁弹射技术进行了可行性研究。高功率脉冲电源系统释放强直电流后,电流经导轨与电枢形成回路,在回路间产生强磁场,无人机受电磁推力作用沿导轨高速运动。最后通过实例的计算数据比较,确定无人机电磁弹射技术是可行的且优点明显。

环境风对特定无人机零长发射安全性的影响

针对以火箭助推零长方式发射的特定无人机,本文对发射过程中机体的受力情况进行分析,建立了其运动学模型。对发射过程进行了空气动力学计算,并利用实际飞行试验数据样本进行模型校验;通过仿真实验获知不同环境风条件下发射该无人机时一系列参数的变化,据此研究和分析环境风对该无人机零长发射安全性的影响。实验结果表明:发射该型无人机时,如果允许选择起飞方向,应选择逆风发射;如果是定向发射起飞,应在环境风速不大于6 m/s的情况下发射;不论是顺风发射还是侧风发射,发射后若攻角为正值,即该无人机偏离预定轨迹不大,此时无人机发射起飞过程是安全的。