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多涵道无人机总体设计及气动特性分析

发布时间:2017-01-11 13:41

  本文关键词:多涵道无人机总体设计及气动特性分析,由笔耕文化传播整理发布。


《吉林大学》 2014年

多涵道无人机总体设计及气动特性分析

贺兴柱  

【摘要】:针对目前涵道无人机飞行控制耦合严重、飞行速度慢的问题,提出了一种采用解耦控制方式的多涵道无人机设计方案。该无人机由机身、主涵道、两个调节涵道和推进尾桨组成,各个涵道动力与控制相互独立,无人机的姿态控制由各涵道配合完成,实现姿态控制的解耦。采用的非圆周对称布局涵道尾桨不仅可为该无人机前飞提供推力,解决无法快速飞行的问题,还可为该无人机提供额外升力,提高无人机效率。该多涵道无人机既具有一般涵道无人机的可垂直起降、机动性能好、推进效率高、噪音低、隐蔽性好等优点,又具有固定翼飞机可快速飞行的优点,还有效解决了现有涵道无人机控制耦合严重的问题。 首先,本文从总体设计的角度,确定了该无人机的材料和总体布局,给出该无人机的动力学模型、姿态操纵方式,并对典型飞行状态进行了分析。选择该无人机的总体参数,并对总体参数计算分析。对无人机的各部分结构进行了初步设计,并建立了该无人机的三维CATIA模型。其次,对无人机的主要升力装置涵道风扇的气动特性进行了分析,重点分析了共轴双旋翼涵道风扇,得出其在悬停特性、轴流特性和前飞特性。然后,运用CFD方法对机身的流场特点和在不同飞行速度与来流攻角下的升阻特性进行了分析。最后,运用数学理论和CFD方法对本文采用的非圆周对称涵道尾桨气动特性进行了研究。证明该非圆周对称结构涵道尾桨不仅能够产生推力,还能为无人机提供升力。 综上所述,本文对一种采用解耦控制方式的多涵道无人机进行了总体设计,并对其关键部件的气动特性进行了分析,为后续研究工作奠定了基础,同时为涵道无人机、特别是采用共轴双旋翼涵道风扇或多涵道技术的涵道无人机提供了一定的技术支持。

【关键词】:
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:V279
【目录】:

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1 徐嘉;范宁军;赵澍;;涵道飞行器涵道本体气动特性研究[J];弹箭与制导学报;2009年04期

2 徐嘉;范宁军;;涵道无人机研究现状与结构设计[J];飞航导弹;2008年01期

3 周国仪,胡继忠,王晋军,曹义华;共轴式直升机线性系统建模[J];飞行力学;2004年04期

4 李远伟;奚伯齐;伊国兴;王常虹;;小型涵道式无人机的研究进展[J];哈尔滨工业大学学报;2010年05期

5 曹义华,陈科,王健,尹万力;涵道尾桨气动特性及翼型CFD分析[J];航空动力学报;2004年06期

6 于子文;曹义华;;涵道尾桨的CFD模拟与验证[J];航空动力学报;2006年01期

7 许和勇;叶正寅;;悬停共轴双旋翼干扰流动数值模拟[J];航空动力学报;2011年02期

8 许和勇;叶正寅;;涵道螺旋桨与孤立螺旋桨气动特性的数值模拟对比[J];航空动力学报;2011年12期

9 朱敏;杨旭东;;一种涵道螺旋桨性能预测的CFD方法[J];航空工程进展;2011年04期

10 邓彦敏,陶然,胡继忠;共轴式直升机上下旋翼之间气动干扰的风洞实验研究[J];航空学报;2003年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王世华;碟型涵道式无人机总体设计及飞行控制系统理论与仿真研究[D];复旦大学;2011年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈铭,胡继忠,曹义华;共轴式直升机半差动航向操纵的动态响应分析[J];北京航空航天大学学报;2002年05期

2 陈铭,胡继忠,曹义华;共轴双旋翼前飞气动特性固定尾迹分析[J];北京航空航天大学学报;2004年01期

3 于世美;邓彦敏;;共轴式双旋翼尾迹流场的水洞PIV测量[J];北京航空航天大学学报;2007年06期

4 冯昊成;罗明强;刘虎;武哲;;基于结构件实例库的飞机机体结构快速建模[J];北京航空航天大学学报;2012年05期

5 王正平;李陈;;小型涵道飞行器悬停状态动力学建模研究[J];北京理工大学学报;2012年03期

6 范宁军;徐嘉;杨继伟;;Numerical Study on Aerodynamic Characteristics of Ducted Fan Aircraft[J];Journal of Beijing Institute of Technology;2010年01期

7 张宁宇;杨志刚;杨韡;;地效飞行器动力增升系统安装位置的实验研究[J];成都航空职业技术学院学报;2010年02期

8 马振云;何景武;梁猛;;机翼/主起落架连接结构传力路线分析[J];长沙航空职业技术学院学报;2010年04期

9 雷光新;刘巍;杨涛;唐乾刚;;平流层飞艇螺旋桨初步设计方法[J];导弹与航天运载技术;2011年02期

10 李远伟;王常虹;伊国兴;奚伯齐;;涵道式无人机鲁棒控制系统设计[J];电机与控制学报;2010年09期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 胡颖;刘沛清;马蓉;;高空飞艇螺旋桨气动设计研究[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年

2 马蓉;刘沛清;胡颖;;高空无人机螺旋桨的气动分析研究[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年

3 徐戈;王嵘;刘海鑫;汪鹏;;导弹复合材料折叠翼研究进展情况[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年

4 李晓乐;;大型飞机复合材料机身结构设计[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年

5 谈炜荣;黄水林;徐国华;;悬停和前飞状态涵道尾桨气动特性分析[A];探索 创新 交流——第三届中国航空学会青年科技论坛文集(第三集)[C];2008年

6 闫中午;任文广;;螺旋桨滑流影响试验模拟方法的研究[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年

7 侯远波;罗义平;漆光东;;平流层飞艇螺旋桨设计技术[A];2011年中国浮空器大会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王世华;碟型涵道式无人机总体设计及飞行控制系统理论与仿真研究[D];复旦大学;2011年

2 王宏强;旋翼/涵道风扇式无人直升机飞行控制若干问题研究[D];南京航空航天大学;2009年

3 黄水林;纵列式直升机双旋翼气动干扰特性的理论与试验研究[D];南京航空航天大学;2009年

4 孔卫红;复合式高速直升机若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

5 朱清华;自转旋翼飞行器总体设计关键技术研究[D];南京航空航天大学;2007年

6 邵金菊;汽油发动机转速变增益鲁棒控制的研究[D];南京航空航天大学;2009年

7 杜建福;基于预测控制的小型无人直升机自主飞行研究[D];上海交通大学;2008年

8 沈德璋;水中常规弹药引信环境敏感及安全控制技术研究[D];南京理工大学;2013年

9 侯旭阳;碟形飞行器系统设计及其动力学模型和控制方法研究[D];北京工业大学;2013年

10 蔡红明;微型涵道飞行器的设计与控制研究[D];南京航空航天大学;2012年

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1 马宏垒;二框二轴光电稳定平台结构设计研究及有限元分析[D];吉林大学;2011年

2 雷恩奇;基于多目标遗传算法的风力机叶片优化设计研究[D];兰州理工大学;2011年

3 张祥;小型飞机起落架电动转变控制系统研究[D];中南大学;2010年

4 高延达;涵道尾桨气动特性的CFD模拟及结构参数影响分析[D];南京航空航天大学;2010年

5 魏丽文;四旋翼飞行器控制系统设计[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 屈超;碟形无人机动态特性分析及结构优化设计[D];哈尔滨工业大学;2010年

7 陈前;海上风力发电机组支撑结构环境载荷及响应预报[D];上海交通大学;2011年

8 岳基隆;四旋翼无人机自适应控制方法研究[D];国防科学技术大学;2010年

9 高卓飞;微型共轴双旋翼气动特性分析方法与实验研究[D];南京航空航天大学;2011年

10 薛雯;舰载机进场程序及涡桨飞机着舰动力补偿研究[D];南京航空航天大学;2011年

【二级参考文献】

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1 王国强,张建华;导管螺旋桨的升力面/面元偶合设计方法[J];船舶力学;2003年04期

2 董郑庆;陆林章;周伟新;董世汤;;导管螺旋桨内流场的LDV测量[J];船舶力学;2006年05期

3 唐治理,雷虎民;混合H_2/H_∞鲁棒控制在飞行器控制中的应用[J];弹箭与制导学报;2005年04期

4 徐嘉;范宁军;赵澍;;涵道飞行器涵道本体气动特性研究[J];弹箭与制导学报;2009年04期

5 淳于江民,张珩;无人机的发展现状与展望[J];飞航导弹;2005年02期

6 徐嘉;范宁军;;涵道无人机研究现状与结构设计[J];飞航导弹;2008年01期

7 王进华,史忠科,曹力,戴冠中;混合H_2/H_∞鲁棒控制在飞行控制中的应用[J];飞行力学;2000年04期

8 郑志成;周洲;;垂直起降飞机设计中升力风扇估算模型分析[J];飞行力学;2010年03期

9 曹云峰,苏丙未,沈春林;无人机飞行控制系统先进设计技术评述[J];飞机设计;2001年04期

10 解学参;黄胜;胡健;马骋;;导管桨内部流场的数值计算[J];哈尔滨工程大学学报;2009年01期

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1 韩忠华;旋翼绕流的高效数值计算方法及主动流动控制研究[D];西北工业大学;2007年

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1 韩旭;小型无人机鲁棒飞行控制系统研究[D];西北工业大学;2007年

2 祝昭;转/静交界面处理方法研究及涡轮结构与气动分析[D];南京航空航天大学;2008年

【相似文献】

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1 李震浩;非定常旋翼升力面气动方法之改进[J];空气动力学学报;1985年04期

2 刘守慎,李南慧;旋翼载荷分析“RASAP-I”系统的几个特点[J];流体力学实验与测量;1993年02期

3 梅卫胜,,焦昌富;悬停状态下旋翼模型桨叶气弹稳定性试验研究[J];南京航空航天大学学报;1994年04期

4 萧秋庭;直升机旋翼阵风响应研究[J];飞行力学;1994年04期

5 忻志明 ,胡国清;“黑鹰”直升机的新型旋翼桨叶[J];国际航空;1994年07期

6 陈仁良;悬停状态旋翼尾迹研究及气动特性计算[J];空气动力学学报;1995年03期

7 陈仁良;悬停状态旋翼流场显示的试验研究[J];南京航空航天大学学报;1995年01期

8 翁梓华,许钟,王适存;直升机旋翼系统可靠性分析方法研究[J];南京航空航天大学学报;1995年04期

9 徐国华,王适存;旋翼尾迹分析的曲涡元模型的改进[J];南京航空航天大学学报(英文版);1995年02期

10 陈光汉;旋翼式蒸汽流量计的原理及维修[J];工业计量;1996年06期

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1 吴志刚;秦强;;影响旋翼轴载荷测试精度的因素分析[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年

2 王国焰;;介绍一种新型的外流压力筛和对筛选技术的浅析[A];中国造纸学报2003年增刊——中国造纸学会第十一届学术年会论文集[C];2003年

3 韩忠华;宋文萍;乔志德;;基于FW-H方程的旋翼气动声学计算研究[A];2003’全国流体力学青年研讨会论文集[C];2003年

4 黄信安;翁梓华;陈智敏;陈绵龙;金云麟;;微型飞行器的研究进展[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年

5 杨爱明;翁培奋;乔志德;;悬停旋翼跨声速无粘流场计算中的多重网格方法[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年

6 招启军;徐国华;;直升机旋翼前飞流场的高阶格式数值模拟[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年

7 刘夏石;;复合材料旋翼气动弹性剪裁技术[A];第三届民用飞机先进制造技术及装备论坛论文汇编[C];2011年

8 韩忠华;张科施;宋文萍;乔志德;;旋翼翼型主动流动控制的数值分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年

9 陈行勇;王祎;陈海坚;;基于微多普勒像的直升机目标参数估计[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年

10 ;The Unconditionally Stable Crank-Nicolson FDTD Method for Three-Dimensional Maxwell's Equations[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 王军;[N];新华每日电讯;2009年

2 本报记者 胡晓军;[N];光明日报;2010年

3 记者 侯永锋;[N];辽宁日报;2009年

4 李将辉;[N];人民政协报;2009年

5 通讯员 黄建中;[N];中国航空报;2010年

6 特约记者 张应翔 通讯员 蔡沛 某陆航旅旅长 成存国;[N];解放军报;2009年

7 记者 常思哲;[N];沈阳日报;2009年

8 王军;[N];中国安全生产报;2009年

9 蔡金祖;[N];中国国防报;2010年

10 郭俊贤 曾菊敏;[N];中国航空报;2005年

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1 虞志浩;旋翼柔性多体系统气动弹性研究[D];南京航空航天大学;2012年

2 王博;基于CFD方法的先进旋翼气动特性数值模拟及优化研究[D];南京航空航天大学;2012年

3 王红州;基于模态修型的旋翼气弹动力学多目标减振优化研究[D];南京航空航天大学;2010年

4 徐广;新型桨尖弹性旋翼气动特性的Navier-Stokes方程数值模拟[D];南京航空航天大学;2010年

5 宋辰瑶;基于尾迹分析的旋翼旋转噪声计算及桨-涡干扰噪声研究[D];南京航空航天大学;2010年

6 陈行勇;微动目标雷达特征提取技术研究[D];国防科学技术大学;2006年

7 韩忠华;旋翼绕流的高效数值计算方法及主动流动控制研究[D];西北工业大学;2007年

8 孙传伟;直升机飞行动力学模型与飞行品质评估[D];南京航空航天大学;2002年

9 李春明;智能旋翼的振动控制研究[D];南京航空航天大学;2001年

10 陈文兵;仿生感知机器人实验平台相关技术研究[D];中国科学技术大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 许云清;四旋翼飞行器飞行控制研究[D];厦门大学;2014年

2 胡琦逸;四旋翼飞行器的姿态估计与优化控制研究[D];杭州电子科技大学;2014年

3 黄依新;四旋翼飞行器姿态控制方法研究[D];西南交通大学;2014年

4 巨星;微型四旋翼飞行器实验平台的设计[D];河北大学;2014年

5 李春华;旋翼流场气动干扰计算与分析[D];南京航空航天大学;2004年

6 马旭东;电控旋翼桨距自适应控制方法研究[D];南京航空航天大学;2009年

7 彭延辉;直升机旋翼桨—涡干扰气动噪声的研究[D];南京航空航天大学;2004年

8 蔡伟明;微型直升机旋翼的气动力计算[D];西北工业大学;2005年

9 赵鑫;电控旋翼直升机飞行动力学特性研究[D];南京航空航天大学;2009年

10 殷强;四旋翼无人机自主控制系统研究[D];天津大学;2012年


  本文关键词:多涵道无人机总体设计及气动特性分析,由笔耕文化传播整理发布。



本文编号:236113

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