飞行器设计
飞行器设计和制造流程
飞行器设计和制造流程飞行器作为一种人类创造的高科技产品,不仅具备了出色的飞行性能,也融合了各种复杂的工程技术。
在设计和制造过程中,需要经历一系列严密的步骤和程序。
以下是一个典型的飞行器设计和制造流程。
1. 概念确定阶段在概念确定阶段,设计师需要明确飞行器的类型、用途和性能要求。
他们会与客户或利益相关者进行会议和磋商,了解他们的需求和期望。
此阶段的重点是确定飞行器的基本设计概念,并制定初步的设计目标。
2. 前期设计阶段在前期设计阶段,设计师会进行详细的研究和分析,以确定飞行器的结构、外形和主要部件。
他们可能会使用计算机辅助设计(CAD)软件来创建三维模型,并进行性能仿真和实验验证。
这有助于优化设计,并遵循先进的工程原则。
3. 详细设计阶段在详细设计阶段,设计师会进一步完善飞行器的结构和细节。
他们会制定详细的设计图纸和规范,包括材料选择、部件尺寸、加工工艺等。
此外,设计师还会进行各种强度计算和模型测试,以确保飞行器的安全性和可靠性。
4. 零部件制造零部件制造是飞行器制造流程的关键环节之一。
根据详细设计图纸,制造商会使用各种工艺方法,如数控机床加工、注塑成型、3D打印等,来加工制造飞行器的各个零部件。
这些零部件包括机翼、机身、发动机、起落架等,需要高度的精确度和质量控制。
5. 组件组装在零部件制造完成后,飞行器的组装过程开始。
这需要高度的技术和专业知识,以及精密的操作。
制造商会根据设计图纸,将各个零部件按照正确的顺序和方法进行组装。
这包括焊接、螺栓连接、胶合等工艺。
组装完成后,还需要进行质量检查和测试,以确保组件的完整性和功能性。
6. 装配和调试装配和调试阶段涉及到飞行器的系统集成和功能性测试。
制造商会安装电气、液压、控制等系统,并进行相应的连线和调试工作。
此外,还会进行地面试飞和模拟飞行测试,以验证飞行器的性能和安全性。
这个过程通常需要多次调整和优化,确保飞行器达到设计要求。
7. 测试和认证在飞行器制造完成后,需要进行一系列的测试和认证程序。
飞行器设计知识点
飞行器设计知识点飞行器设计是航空工程中的重要领域,它涉及到飞行器的结构、功能、性能等方面。
在飞行器设计的过程中,需要了解一系列的知识点,才能保证设计的飞行器具备良好的安全性和可靠性。
本文将详细介绍几个关键的飞行器设计知识点。
一、气动力学1. 气动力学概述气动力学是研究气体流动对物体运动和结构造成影响的学科,对飞行器设计尤为重要。
了解气动力学的基本概念、原理和相关公式是进行飞行器气动设计的基础。
例如,了解升力和阻力的产生机理以及计算方法,可以帮助设计者优化飞行器的外形和气动特性。
2. 气动力学参数在进行飞行器气动设计时,需要考虑一系列的气动力学参数,如攻角、迎角、空气动力中心等。
这些参数能够反映飞行器在不同飞行状态下受到的气动力的变化规律,有助于设计合适的飞行控制系统和稳定性增强措施。
3. 气动力学模拟与测试为了验证飞行器的气动设计是否满足设计要求,需要进行气动力学模拟和测试。
常用的模拟手段包括计算流体力学(CFD)方法和风洞实验,它们可以模拟不同的飞行条件和气动特性,为设计者提供设计优化的参考依据。
二、结构设计1. 结构材料飞行器的结构材料对其性能和安全性有着重要的影响。
常用的结构材料包括金属材料(如铝合金、钛合金)、复合材料和高温合金等。
设计者需要根据飞行器的用途和工作环境选择合适的结构材料,并考虑其强度、刚度和耐热性等指标。
2. 结构设计原理飞行器的结构设计需要满足一系列的原理和准则,如静载荷、疲劳载荷和冲击载荷等。
这些原理和准则可以帮助设计者预测和计算飞行器结构的强度和稳定性,并采取相应的加强和改进措施。
3. 结构分析与验证设计者需要进行结构分析和验证,以确保飞行器结构的安全性和可靠性。
结构分析可以通过有限元分析方法进行,计算结构的应力和变形等参数。
验证可以通过载荷试验和振动试验等手段进行,其结果可以对设计进行修正和优化。
三、动力系统1. 动力系统类型飞行器的动力系统可以分为内燃机动力系统和电动机动力系统两种。
航空工程飞行器设计的基础
航空工程飞行器设计的基础航空工程飞行器设计是航空领域的重要组成部分,它涉及到众多专业知识和技术。
本文将介绍航空工程飞行器设计的基础内容,包括设计原则、设计过程和设计所需的技术要素。
一、设计原则航空工程飞行器设计的核心原则是安全、有效和可靠。
安全是设计的首要考虑因素,设计师必须确保飞行器在各种极端情况下都能保持稳定和安全。
有效性是指设计的飞行器要能够在给定的任务和条件下达到预期的性能要求。
可靠性是指飞行器在使用寿命内能始终保持稳定可靠的运行。
二、设计过程航空工程飞行器设计过程包括项目定义、需求分析、概念设计、详细设计、制造和测试等阶段。
在项目定义阶段,设计团队需要明确项目目标和范围,确定设计的基本要求。
需求分析阶段主要是对设计过程进行系统分析,包括预测和评估飞行器的性能、重量、尺寸和其他要素。
概念设计阶段是根据需求分析的结果,初步确定飞行器的整体框架、配置和性能指标。
详细设计阶段是对概念设计阶段的细化和完善,包括各个子系统的设计和集成。
在制造和测试阶段,设计团队需要按照设计要求开始建造原型飞行器,并进行各种测试和验证。
三、设计要素航空工程飞行器的设计要素包括结构设计、气动设计、推进系统设计和控制系统设计。
结构设计是指飞行器的外部和内部结构,包括机身、机翼、尾翼等部件的设计和优化。
气动设计是指飞行器的气动特性和性能,包括升力、阻力和稳定性等方面。
推进系统设计是指飞行器的动力系统,包括发动机、推进器和燃料系统的设计和调整。
控制系统设计是指飞行器的操纵和导航系统,包括飞行控制、自动导航和飞行管理等方面。
四、设计工具航空工程飞行器设计需要借助各种工具和软件来辅助完成。
其中,计算机辅助设计(CAD)软件用于建立飞行器的几何模型和三维模型,以及进行分析和优化。
计算机辅助工程(CAE)软件用于模拟和分析飞行器的气动和结构性能,进行强度计算和动力学仿真等。
同时,经验数据库和历史数据分析工具可以提供设计团队宝贵的信息和经验。
飞行器设计基础知识
飞行器设计基础知识飞行器设计是一门复杂而又精密的工程学科,涉及到多个学科领域的知识和技术。
本文将介绍一些飞行器设计的基础知识,包括飞行器类型、主要构件、气动力学原理以及相关设计要点。
一、飞行器类型飞行器主要可以分为两大类:固定翼飞行器和旋翼飞行器。
1. 固定翼飞行器:固定翼飞行器通常以翼面固定不动为特点,主要包括飞机和滑翔机。
飞机是一种通过利用翼面产生升力来实现飞行的飞行器,其构造复杂,可以分为多种类型,如单翼飞机、双翼飞机、多翼飞机等。
滑翔机则是一种没有发动机的飞行器,通过利用气流和重力来保持飞行。
2. 旋翼飞行器:旋翼飞行器主要包括直升机和倾转旋翼飞机。
直升机通过旋转的主旋翼产生升力和推进力,实现垂直起降和飞行。
倾转旋翼飞机是一种结合了固定翼和旋翼的飞行器,通过倾转机身上的旋翼来实现垂直起降和平稳飞行。
二、主要构件不同类型的飞行器构造各异,但都包含一些基本构件,如下所示:1. 机翼:机翼是固定翼飞行器的主要构件,负责产生升力。
机翼通常具有对称的空气动力学翼型截面,并通过襟翼、副翼等可控构件调整升力和阻力,以实现飞行姿态控制。
2. 机身:机身是飞行器的主要结构,用于容纳乘员、货物和各种系统设备。
机身的设计一般考虑到重量、刚度和空气动力学等因素,同时还要满足人员安全和舒适性的要求。
3. 推进系统:推进系统用于提供飞行器的推力。
对于固定翼飞机,推进系统通常是发动机和推进器,而直升机和倾转旋翼飞机则通过旋翼提供推力。
4. 控制系统:控制系统用于控制飞行器的运动,包括姿态控制、舵面控制和发动机油门控制等。
不同类型的飞行器会采用不同的控制方式,如操纵杆、脚蹬、液压系统等。
三、气动力学原理飞行器的设计离不开气动力学原理的应用。
以下是几个基本的气动力学概念:1. 升力:升力是垂直向上的力,通过翼面产生,使得飞行器能够克服重力而保持在空中飞行。
升力的大小与翼面的几何形状、攻角以及气动特性有关。
2. 阻力:阻力是与运动方向相反的力,其大小与飞行器的速度、翼面形状以及雷诺数等因素密切相关。
飞行器总体设计
飞行器总体设计1. 简介本文档旨在提供飞行器总体设计的指南。
飞行器总体设计是一个重要的环节,它涉及到飞行器的结构、性能和功能的规划和设计。
一个良好的总体设计可以为后续的详细设计和制造工作奠定基础。
2. 设计目标飞行器总体设计的首要任务是明确设计的目标。
以下是一些常见的设计目标:•性能目标:如最大飞行速度、最大飞行高度、续航时间等;•安全目标:如故障容错能力、自动驾驶功能等;•使用目标:如操作简便性、便携性等;•经济目标:如成本把控、维护成本等。
3. 总体设计流程设计一个飞行器的总体设计可以按照以下步骤进行:3.1. 需求分析在这一阶段,需求分析师会与用户、管理层和技术团队进行沟通,明确设计项目的要求和期望。
需求分析的目标是明确飞行器的功能、性能和限制条件。
3.2. 概念设计概念设计是总体设计过程中的关键步骤。
在这一阶段,设计团队会通过头脑风暴、研究和分析等方法,提出不同的设计方案,并评估各个方案的优缺点。
最终选择一个合适的概念设计方案。
3.3. 详细设计在详细设计阶段,设计团队会对概念设计进行进一步的细化。
这包括细化设计细节、制定规范、进行模型和原型制作等。
在这一阶段,设计团队需要与相关领域的专家进行密切合作,确保设计的可行性和可实施性。
3.4. 验证与验证完成详细设计后,设计团队需要进行验证和验证工作,以确保设计方案的可靠性和性能满足要求。
这包括模拟测试、实验室测试以及现场测试等。
4. 总体设计考虑因素总体设计过程中需要考虑的因素很多,以下是一些重要的方面:•结构设计:包括飞行器的外形、大小、布局和材料等;•动力系统设计:选择合适的发动机和推进系统,确保飞行器的动力满足要求;•电气系统设计:选择适当的电气设备和电池,并设计合理的电气布局;•控制系统设计:设计合理的控制系统,确保飞行器的稳定性和操控性;•传感器系统设计:选择合适的传感器设备,实现飞行器对环境的感知和导航功能;•安全性设计:考虑飞行器的安全性和风险管理,包括故障容错设计和紧急情况处理等。
飞行器设计
飞行器设计1. 引言飞行器是一种能够在空中飞行的装置,广泛应用于民航、航空军事、航天等领域。
本文将介绍飞行器设计的相关概念、步骤和要点。
2. 设计概念在进行飞行器设计之前,需要明确设计的概念和目标。
飞行器设计的概念包括飞行器的类型(如固定翼飞机、直升机、多旋翼飞行器等)、用途(如运输、侦察、战斗等)以及运行环境(如高空、海洋、恶劣天气条件等)。
明确这些概念将有助于设计过程的顺利进行。
3. 设计步骤3.1 需求分析在飞行器设计的初期阶段,需要进行需求分析。
这包括对飞行器的性能要求、功能要求、安全要求等进行全面的分析和明确。
同时,还需要考虑市场需求、用户需求以及技术限制等因素。
3.2 概念设计概念设计是飞行器设计的关键阶段,它需要将需求分析的结果转化为初始的设计方案。
这包括选择适当的飞行器结构、动力系统、操纵系统等,并进行初步的性能评估和优化。
3.3 详细设计在概念设计确定后,需要进一步进行详细设计。
这包括对各个子系统的设计和集成,确定材料、工艺、构造等。
同时,还需要进行各种性能计算、仿真和验证,以确保飞行器的设计满足需求。
3.4 制造和测试在详细设计完成后,需要进行制造和测试。
这包括制造零部件、组装飞行器,并进行各种地面和飞行试验。
通过测试,可以验证设计的正确性,并逐步提高飞行器的性能和可靠性。
3.5 优化改进在制造和测试过程中,可能会发现一些问题或改进的空间。
优化改进阶段就是对飞行器进行进一步改进和优化,以提高其性能和可靠性。
这包括材料改进、结构优化、系统调整等。
4. 设计要点在飞行器设计过程中,需要注意以下几个要点:•结构设计要牢固稳定,能够承受空气动力学和重力的负荷。
•动力系统设计要合理,能够提供足够的推力和能量供应,并具备可靠性和安全性。
•操纵系统设计要精确可靠,能够实现飞行器的准确操控。
•安全设计要符合相关规范和要求,考虑飞行器在意外情况下的应对措施。
•环保设计要考虑减少对环境的影响,降低燃油消耗和废弃物排放等。
飞行器的设计与控制
飞行器的设计与控制随着科技的不断发展,人们对于飞行器的需求和期望越来越高。
飞行器的设计和控制是开展飞行器研究的重要内容之一,这不仅对于民用领域有着很大的意义,还对于国防技术的提升起到了积极的推动作用。
本文将从飞行器的设计和控制两个方面进行论述。
一、飞行器设计飞行器设计是开展飞行器研究的重要环节,设计的好坏直接影响着飞行器的性能和安全性。
在设计飞行器时,需要充分考虑其使用环境,结合工程实践来综合考虑各种因素。
以下是一些关键点:(1)重量控制飞行器的重量对于其性能和使用效果有着重要的影响,重量过大会导致飞行器运行受阻,对于飞行器的悬停时间、带载能力、飞行速度等方面的要求也很高。
因此设计时要充分考虑有效负载、安全系数、材料选择等因素。
(2)机身形状和结构飞行器的机身形状和结构有着重要的影响,这将直接关系到机身的飞行空气动力学表现、机身强度和稳定性。
因此,需要根据不同使用场景设计适当的机身形状和结构。
(3)动力系统设计动力系统的设计直接关系到飞行器的性能和稳定性。
动力系统中包含了发动机、电机、燃料电池等部件,对于不同飞行器需要进行不同的设计,并根据实际情况来决定其功率和能量来源。
(4)控制系统的设计控制系统的设计很大程度上影响了飞行器的性能和控制难度。
需根据其机身结构、动力系统等因素,开发适用的控制方法,并对其进行优化。
二、飞行器控制控制系统是飞行器体系结构中的重要组成部分,它可以在保持飞行器良好姿态和运行稳定性的同时,提供良好的操作性和驾驶员友好的用户交互界面。
以下是一些主要内容:(1)航班计算为了实现飞行器的控制,需要计算航班情况,包括俯仰角、横滚角、航向、姿态等等,在掌握这些信息的基础上,才能通过控制系统来实现飞行器诸多要求。
(2)飞行控制在提取飞行器的各个信号数据之后,需要通过飞行控制的方式来接收、处理、并给出适当的动力指令,从而保持飞行器稳定的性能。
(3)用户交互用户交互涉及了多种多样的控制方法,这包括了机械手柄、增强型实境环境、图形化界面等等,提供给用户进行控制以及飞行器状况的监视。
飞行器的原理与设计
飞行器的原理与设计一、引言飞行器作为一种能够在大气层内自由飞行的交通工具,被广泛应用于军事、民用和科研领域。
本文将介绍飞行器的原理和设计,包括飞行器的基本原理、主要构成部分和相关设计要点。
二、飞行器的基本原理飞行器的飞行原理主要有两种:气动力学和推进力。
气动力学是指利用气体对物体的作用力来实现飞行的原理,而推进力是指利用推力产生前进作用的原理。
1. 气动力学飞行器通过利用空气动力学原理,利用翼型产生升力以使其能够在空中飞行。
升力的产生主要依赖于机翼的设计,机翼的翼型是实现升力生成的关键。
一般来说,机翼的上表面比下表面要长一些,这样在飞行时空气在上表面的流速更快,压力更低,而下表面的流速较慢,压力较高,由此产生的气压差就能够形成升力。
除了机翼,飞行器还会利用其他气动力学原理,如方向舵、升降舵等来调整和控制飞行器的姿态和飞行方向。
2. 推进力推进力是飞行器前进的驱动力。
通过产生推力,使飞行器能够战胜空气阻力和重力,实现前进。
推进力主要来自于飞行器的动力系统,如发动机或其他推进装置。
三、飞行器的主要构成部分飞行器由多个重要的构成部分组成,这些部分共同作用,使得飞行器能够安全稳定地飞行。
1. 机翼机翼是飞行器的重要组成部分,它用来产生升力。
机翼的设计需要考虑载荷、气动特性和结构强度等因素。
不同类型的飞行器可能采用不同形式和结构的机翼,如直升机的旋翼和固定翼飞机的机翼。
2. 推进系统推进系统是提供推力的关键,它可以是喷气发动机、涡轮螺旋桨等。
推进系统的设计需考虑飞行器的速度、载荷以及能源消耗等因素。
3. 起落架起落架是飞行器着陆和起飞时支撑飞行器的装置。
起落架的设计需要考虑着陆冲击的吸收和支撑力的传递,以确保飞行器的平稳着陆和起飞。
4. 控制系统飞行器的控制系统用于控制其姿态、飞行方向和速度等。
控制系统通常包括操纵杆、脚蹬、液压机构等。
5. 舱体舱体是飞行器的外部包围结构,负责为载荷提供保护、载荷布置和气动外形等功能。
飞行器设计与工程
飞行器设计与工程飞行器的出现和发展,为人类探索天空和深空提供了无限的想象空间。
飞行器设计与工程作为一门综合性学科,涉及机械、材料、电子、航空航天、计算机等多个领域的知识和技术。
本文将从飞行器设计的基本原理、设计流程以及工程实施等方面进行论述。
一、飞行器设计的基本原理1.1 空气动力学原理飞行器设计的基础是空气动力学原理。
通过对气体流动的研究,可以推导出飞行器的升力、阻力以及稳定性等参数。
在飞行器的设计过程中,需要充分考虑空气动力学对飞行器的影响,以确保飞行器能够在各种工况下稳定飞行。
1.2 结构力学原理结构力学原理是飞行器设计过程中必不可少的一部分。
通过对飞行器的受力分析,可以确定飞行器各部件的强度和刚度要求。
在设计过程中,需要合理选择材料和结构,以满足飞行器在飞行过程中的受力要求。
1.3 控制原理飞行器的控制是保证飞行器安全飞行的关键。
控制原理主要涉及飞行器的姿态控制、舵面控制以及自动控制等方面。
在设计过程中,需要合理设计控制系统,确保飞行器能够按照预定的飞行轨迹进行飞行。
二、飞行器设计的流程2.1 需求分析在进行飞行器设计之前,需要充分了解用户的需求和要求。
需求分析阶段包括对飞行器的性能指标、使用环境、工作任务等方面的分析和确定。
2.2 概念设计概念设计阶段是飞行器设计中的关键环节。
在这个阶段,需要通过各种分析和评估方法,确定最佳的飞行器结构和性能参数。
2.3 详细设计在详细设计阶段,需要对飞行器的各个部件进行具体的设计和优化。
包括机翼、机身、发动机、控制系统等方面的设计。
2.4 制造和实施制造和实施阶段是将设计转化为实际飞行器的过程。
在这个阶段,需要进行材料采购、零部件制造、装配以及试飞等工作。
三、飞行器工程实施3.1 材料选择飞行器的结构材料需具备轻、强、刚、耐高温等特点。
根据飞行器的需求和要求,选择适合的材料,以确保飞行器结构的强度和稳定性。
3.2 制造工艺飞行器的制造工艺需要考虑材料的加工性和结构的复杂度。
航空航天工程中的飞行器设计原则
航空航天工程中的飞行器设计原则在航空航天工程中,飞行器设计是非常关键的环节。
良好的设计原则能够确保飞行器的性能、安全性和可靠性。
本文将介绍航空航天工程中的飞行器设计原则。
一、流体力学原则在飞行器设计中,流体力学原则是非常重要的。
飞行器在空气中运动,所以需要考虑流体的力学性质。
比如,通过气动力学分析和风洞实验来确定飞行器的形状和轮廓,以减少气动阻力和提高升力效果;还要考虑气动稳定性和操纵性,以确保飞行器在不同飞行状态下的稳定性和控制性能。
二、结构强度原则飞行器在高速飞行或承受外界载荷时需要保持结构的强度和刚度。
结构设计应确保飞行器能在各种不同应力和载荷条件下安全运行。
例如,采用合适的结构材料和工艺来保证强度和刚度的需求;通过有限元分析和结构试验来验证设计方案的结构强度。
三、系统集成原则飞行器是一个复杂的系统,包括机械、电气、液压等多个子系统。
系统集成原则要求各个子系统之间紧密配合,协同工作。
例如,飞行器的动力系统、控制系统和导航系统需要相互协调,确保整个飞行器能够顺利飞行、操控和导航。
四、人机工效学原则人机工效学原则考虑了人机交互的因素,以提高人机界面的友好性和操作的便捷性。
飞行器的控制台和显示屏设计应简洁明了,按钮和控制杆的布局应合理,以减轻驾驶员的工作负担,提高操纵的准确性和效率。
五、可靠性设计原则飞行器在工作中要求高度的可靠性,以确保飞行安全和任务完成。
可靠性设计原则要求在设计过程中考虑系统的可靠性和容错性。
例如,合理设置冗余系统,以备份关键设备的工作;采用可靠性工程方法,预测和分析系统故障的概率和影响,从而采取相应的措施进行风险管理。
六、环境友好原则随着环境保护意识的增强,航空航天工程中的飞行器设计也越来越注重环境友好性。
设计原则要求减少飞行器对环境的污染和影响。
例如,在发动机设计中采用更低的排放技术,以减少废气的排放;采用轻量化设计来减少油耗和碳排放。
综上所述,航空航天工程中的飞行器设计要遵循流体力学原则、结构强度原则、系统集成原则、人机工效学原则、可靠性设计原则和环境友好原则。
飞行器设计方案
飞行器设计方案飞行器设计方案一、设计目标:本飞行器设计方案的目标是实现一种安全、自由、高效的飞行器,能够在空中进行长时间的飞行,同时具备一定的载货能力,具备垂直起降的功能,适应各种复杂地形和环境条件。
二、设计原理:本飞行器设计方案基于垂直升降机的原理,采用多旋翼设计,利用多个旋翼提供升力。
通过调节旋翼转速和角度,可以实现飞行器在空中的悬停、前进、后退、左移、右移等动作。
三、主要组成部分:1. 多个旋翼:飞行器采用4到8个旋翼,每个旋翼由一台电动机驱动,通过控制电机的转速和角度,实现飞行器的运动。
2. 机身:机身采用轻量化的合金材料制作,具有良好的刚性和强度,同时尽可能降低飞行器的重量,提高其载货能力。
3. 控制系统:飞行器配备先进的控制系统,通过电子传感器和计算机算法,实现对旋翼的精确控制和飞行器的稳定飞行。
4. 电源系统:飞行器采用高性能的锂电池作为电源,提供足够的电能供应,同时具有较长的续航时间。
四、设计特点:1. 垂直起降功能:由于采用多旋翼设计,飞行器可以实现垂直起降,无需像传统飞机那样需要长跑道,可以在狭小的地面空间内起降。
2. 自由悬停功能:飞行器可以通过调节旋翼的转速和角度,实现在空中的自由悬停,可以停留在任意位置并进行观察、拍摄或其他操作。
3. 灵活机动性:飞行器具有良好的机动性,可以进行前进、后退、左移、右移等动作,适应各种不同的飞行任务需求。
4. 载货能力:由于采用多旋翼设计,飞行器具备一定的载货能力,可以用于物流配送、紧急救援等领域。
5. 安全性:飞行器具备较高的安全性,由于采用多个旋翼,一旦某个旋翼发生故障,其他旋翼仍然能够维持飞行器的稳定,提高了飞行器的安全性。
五、总结:本飞行器设计方案基于多旋翼的设计原理,具备垂直起降、自由悬停、灵活机动等特点,同时具备一定的载货能力和较高的安全性。
将来可以应用于物流配送、紧急救援、科学探测等领域。
该方案可以作为未来飞行器设计和研发的参考。
航空航天行业飞行器设计标准
航空航天行业飞行器设计标准近年来,随着科技的不断进步和工业化的迅猛发展,航空航天行业迎来了前所未有的发展机遇。
在这一高度竞争的行业中,飞行器设计标准的制定至关重要。
本文将围绕航空航天行业飞行器设计标准展开探讨,包括飞行器结构设计、飞行器材料应用、飞行器系统设计以及飞行器安全性能等方面。
1. 飞行器结构设计飞行器的结构设计是飞行器设计的基础,也是保障飞行器飞行安全的关键因素。
在飞行器结构设计中,必须考虑到材料的强度、刚度、稳定性等因素,并为实现最佳结构设计提供保障。
此外,还应确保飞行器的结构设计满足气动和气弹性要求,并具备较好的抗疲劳和损伤容忍能力。
2. 飞行器材料应用飞行器材料是支撑飞行器结构的基础,其性能直接影响着飞行器的安全性和可靠性。
对于飞行器设计标准来说,需要明确飞行器各部位所使用的材料种类、性能指标、试验标准以及材料的加工工艺等要求。
同时,还需要关注材料的耐久性、耐高温特性、防腐蚀性能等因素,以确保飞行器在极端条件下仍能顺利执行任务。
3. 飞行器系统设计飞行器系统设计是飞行器设计中的重要环节,它涉及到飞行器的动力系统、控制系统、电子系统等多个方面。
在飞行器系统设计中,需要明确各个系统之间的协调配合关系,确保系统间可以实现信息的互通和高效的工作协同。
同时,还需要关注系统的可靠性、稳定性以及自主性,使飞行器能够在各种极端环境下保持最佳状态进行飞行。
4. 飞行器安全性能飞行器的安全性能是飞行器设计中的重要内容,其关系到乘员、旅客以及地面人员的生命安全。
对于飞行器的安全性能,需要规定飞行器的结构安全系数、航迹稳定性、起飞和降落安全性能、燃油消耗率等指标,以确保飞行器在各种工况下都能正常运行并且不会发生严重事故。
综上所述,航空航天行业飞行器设计标准的制定是目前航空航天行业发展中的重要课题。
在标准制定过程中,需要综合考虑飞行器结构设计、飞行器材料应用、飞行器系统设计以及飞行器安全性能等多个方面的要求,以确保飞行器具备较高的安全性和可靠性。
飞行器的设计原理及发展
飞行器的设计原理及发展随着人类社会的不断进步,人们对于交通工具的依赖越来越大,而飞行器作为一种最快捷、最便利的交通工具,正受到越来越多人的青睐。
那么,飞行器是如何实现在空中自由飞行的呢?本文将为您介绍飞行器的设计原理及其发展过程。
一、飞行器的设计原理飞行器的设计原理有两种常见的方式:一种是受力平衡原理,另一种是动力平衡原理。
1. 受力平衡原理这种设计原理适用于轻型的飞行器,比如热气球、滑翔机等。
它的设计原理主要是利用气流在不同温度下形成的密度差异,在热气球中被称为升力,让飞行器在空中漂浮。
而滑翔机的设计原理则是利用空气的流动,通过调整机翼形状及重心位置,将飞行器平衡在不同的高度上。
2. 动力平衡原理这种设计原理适用于飞行器需要进行动力推进的情况,比如飞机、直升机等。
它的原理是利用飞行器发动机产生的推力,通过调整机翼角度及重心位置,让飞行器在空中实现平衡飞行。
二、飞行器的发展历程自古以来,人类就一直在探索如何在空中自由飞行。
以下是飞行器发展的里程碑事件:1. 中国的风筝:“桂圆子”、“凤凰子”,是古代风筝的经典代表,具有一定的飞行性能。
2. 1783年,蒙古·高义在法国巴黎制造了世界上第一架飞行艇,被认为是现代飞行器的鼻祖。
3. 1903年12月,美国莱特兄弟制造了首架成功试飞的飞机,莱特兄弟的成果被视为现代民航业的开创之作。
4. 1926年,美国发明了水平起降的真正实用的直升机-“薩克森赫賴瑞”,标志着直升机时代的开始。
5. 1976年,美国波音公司研发出“747”客机,成为当时世界上最大的民用飞机,并改变了现代航空业的格局。
6. 2004年,华裔企业家谭旭光研发成功了第一个私人太空飞行器,这是人类历史上的又一个重要里程碑。
三、飞行器的未来发展方向目前,人类已经取得了飞行器设计及其推动技术的一系列重要突破,但是飞行器设计的未来将更加出奇不意和令人震惊。
1. 超音速飞行器的普及随着超音速技术的不断发展,超音速飞行器将成为人们更快速更方便的交通方式。
什么是飞行器设计?
什么是飞行器设计?飞行器设计是指将单个部件和系统组合在一起,以生产飞行器的过程,其中包括飞机、直升机和火箭等。
一、设计流程飞行器设计的流程与其他产品设计的流程相似,大致可分为以下步骤:1.需求分析在飞行器设计的初期,需要根据使用者的需求,确定飞行器的设计参数。
这包括飞行器的大小、燃料类型、使用环境等等。
2.概念设计概念设计是指在需求分析的基础上,研究可能的设计方案并进行初步的设计。
这一阶段的目的是为了确定设计方案的可行性。
3.详细设计详细设计是下一步工作,也是最重要的一步。
设计师必须考虑所有的因素,包括材料选型、结构设计、动力系统、控制系统和各个子系统之间的互动等。
4.制造一旦设计确定,就可以进入制造阶段。
在这个过程中,要确保生产过程按照设计和规范要求进行。
二、关键技术飞行器的设计需要掌握一定的技术,以下列举几个关键技术:1.材料技术材料选择对于飞行器的设计非常关键。
良好的材料能够提供更好的强度,耐久性和低密度。
为了更好地满足某些特定的要求,需要不同类型的材料组合。
2.结构设计技术在设计过程中,结构设计是最重要的阶段。
设计师需要考虑飞行器的整体重心、温度等影响因素,并进行合理的结构优化,以确保飞行器的高效性。
3.动力系统技术动力系统对于飞行器的性能影响很大。
设计师需要考虑机械和电子系统的相互作用,以确保动力系统能够满足飞行器的性能要求。
三、成就和挑战飞行器设计是一项复杂的任务,需要多个领域的技术知识。
飞行器的设计和制造可以给人类带来很多益处,但同时也会带来很多挑战。
在过去几十年,人类通过飞行器的设计和制造,获得了很多巨大的成功,包括嫦娥三号月球探测器等。
但随着技术的发展,设计人员需要不断地更新技术和终身学习,以保持技术的先进性和领先性。
总之,飞行器设计是现代科技的一项重要领域,其技术不断发展和创新,为人类探索更广阔、更深远的未知领域提供了强有力的支撑和保障。
飞行器设计
082501飞行器设计一、专业介绍飞行器设计专业是航空宇航科学与技术的二级学科之一。
1、研究方向01 飞行器总体设计(含直升机、轻型飞机和微小型飞行器)02 飞行器结构设计及CAD03 气动弹性数字化设计与主动控制04 航空器飞行动力学与控制05 航空器飞行安全(注:各大院校的研究方向略有不同,以北京航空航天大学为例)2、培养目标培养具有坚实的现代飞行器设计方面的基础理论和系统的专门知识的优秀人才,培养具有较好数学、力学基础知识和飞行器工程基本理论及飞行器总体结构设计与强度分析、试验能力,能从事飞行器(包括航天器与运载端)总体设计、结构设计与研究、结构强度分析与试验,并有从事通用机械设计及制造的高级工程技术人员和研究人员。
3、研究生入学考试科目:①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③301数学一④931自动控制原理综合或951力学基础或952热工基础(注:以上以北京航空航天大学为例,各院校在考试科目中也有所不同)4、课程设置(以上海交通大学为例)主要课程名称:计算方法、数学物理方程、图与网络、拓扑学概论、小波方法、应用泛函分析、高等计算方法、微分方程数值方法、数理统计(I)、数理统计(II)、随机过程论(I)、随机过程论(II)、最优估计方法、最优控制方法、微分几何、非线性系统理论与方法、最优化方法(I)、最优化方法(II)、矩阵论、矩阵分析、应用近世代数、数学应用分析、自然辩证法概论、科学社会主义理论与实践、英语、专业英语、飞机总体设计、飞机结构强度设计、流体力学中的数学物理方法、空气动力学5、相近专业:飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造与工程、飞行器环境与生命保障工程、空间科学与技术等。
二、推荐院校飞行器设计专业硕士全国较强的招生单位有:西北工业大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、北京理工大学、中国民用航空学院三、飞行器设计专业就业前景分析:我国飞行器可供开发的空间很大,许多应该用到飞行器的民用领域目前还未开发利用,在私人使用上也几乎是空白,因此,飞行器设计与工程专业的人才会是我国将来急需的人才,此专业以后的就业前景应该是不错的。
飞行器总体设计
飞行器总体设计
飞行器的总体设计可以包括以下几个方面:
1. 机身结构:飞行器的机身结构是其最基本的组成部分,
通常由机翼、机身和尾翼组成。
机翼负责提供升力,机身
承载载荷和提供尺寸和形状以容纳机载设备和乘客,尾翼
用于控制飞行器的稳定和机动性。
2. 动力系统:飞行器的动力系统可以是内燃机、电池、太
阳能电池板等多种形式。
动力系统的选择应根据飞行器的
尺寸、用途和性能需求等因素进行考虑。
3. 控制系统:飞行器的控制系统包括飞行操纵系统和导航
系统。
飞行操纵系统用于操作飞行器的姿态和运动,导航
系统用于确定飞行器的位置和航向,并提供导航指引。
4. 通信系统:飞行器可能需要与地面控制中心或其他飞行
器进行无线通信,因此通信系统应具备可靠的通信能力。
5. 安全系统:飞行器的安全系统包括避撞系统、防火系统、紧急降落系统等,以确保飞行器在遇到紧急情况时能够及
时采取相应措施保障安全。
6. 载荷和乘员安排:根据飞行器的用途,需要考虑合适的载荷和乘员安排,以满足任务需求,并确保舒适和安全。
7. 结构材料和制造工艺:飞行器的结构材料和制造工艺影响其重量、强度和寿命等性能指标,需要根据需求选择合适的材料和工艺。
总体设计还需考虑飞行器的性能、稳定性、操纵性、经济性和环保性等方面的要求,以及适用的法规和标准。
飞行器设计与飞行动力学分析
飞行器设计与飞行动力学分析飞行器设计与飞行动力学分析是航空航天工程中的关键领域。
本文将介绍飞行器设计的基本原理和飞行动力学分析的重要性,并讨论一些现代飞行器设计的案例。
一、飞行器设计的基本原理飞行器设计是一项复杂而细致的工作,需要综合考虑多个因素,包括空气动力学、结构力学、控制系统和动力等。
1. 空气动力学空气动力学是研究飞行器在空中运动时所受到的空气力学效应的科学。
飞行器的气动特性对其性能具有重要影响。
因此,飞行器设计师需要通过风洞试验、数值模拟和理论计算等手段来分析和确定飞行器的气动特性。
2. 结构力学结构力学是研究材料和结构在外载荷作用下的力学性能和行为的学科。
在飞行器设计中,结构力学是确保飞行器能够承受各种载荷并保持结构完整性的关键。
飞行器设计师需要综合考虑材料的特性、结构的刚度和强度等因素,进行结构的优化设计。
3. 控制系统控制系统是指对飞行器姿态和飞行路径进行控制的系统。
飞行器的稳定性和操纵性直接影响其飞行性能。
设计师需要合理选择和设计操纵面,确定控制系统的结构和参数,并通过仿真和测试来验证控制系统的性能。
4. 动力系统动力系统是指提供飞行器动力的装置,如发动机或推进器。
动力系统的选择和设计对飞行器的性能和飞行特性有着重要影响。
设计师需要考虑动力系统的功率、燃料消耗和排放等因素,并与飞行器的质量和气动特性相匹配。
二、飞行动力学分析的重要性飞行动力学分析是对飞行器在飞行过程中所受到的各种力学和动力学效应进行综合分析和研究的过程。
飞行动力学分析有助于评估飞行器的性能、稳定性和操纵性,优化设计方案,提高飞行器的安全性和效能。
1. 性能评估飞行动力学分析通过计算和模拟,可以评估飞行器的速度范围、爬升率、航程、燃料消耗等性能指标。
这些指标对于飞行器的使用和运营具有重要意义,可以用于指导飞行器的设计和优化。
2. 稳定性分析稳定性是指飞行器在受到扰动或外界干扰时,能够自动恢复到稳定状态的能力。
飞行动力学分析可以评估飞行器的静态稳定性和动态稳定性,预测飞行器在不同飞行条件下的稳定性能,并提供改进方案。
飞行器设计航空器设计与性能优化
飞行器设计航空器设计与性能优化飞行器设计与航空器性能优化近年来,随着科技的不断发展和人们对空中交通的需求日益增长,飞行器设计以及航空器性能优化成为了航空领域的热门研究课题之一。
本文将从飞行器设计和航空器性能优化两个方面进行探讨,以期为读者提供一些关于飞行器设计与航空器性能优化方面的基本理论和实践经验。
一、飞行器设计1.1 飞行器设计基本要素飞行器设计是指将物理原理和工程技术应用于航空器的设计过程,它包括对飞行器的结构、空气动力学、飞行控制系统以及载荷等要素进行综合考虑。
在飞行器设计中,需要考虑以下几个基本要素:1.1.1 结构设计结构设计是指飞行器各个部件的设计,包括机身、机翼、起落架等。
在结构设计过程中,需要考虑到飞机的强度、刚度、重量以及疲劳寿命等因素。
1.1.2 空气动力学设计空气动力学设计是指考虑到飞行器在空气中的运动特性,研究飞行器的气动力学性能。
通过对空气动力学的分析和计算,可以确定飞行器在不同飞行状态下的升力、阻力以及稳定性等。
1.1.3 飞行控制系统设计飞行控制系统是指用来控制飞行器在空中飞行的系统,它包括飞行器的操纵系统、导航系统以及自动控制系统等。
在飞行控制系统设计中,需要考虑到飞行器的稳定性和操纵性,以及飞行器在不同飞行状态下的操纵特性。
1.1.4 载荷设计载荷设计是指考虑到飞行器所承受的载荷,包括飞行器的起降荷载、风荷载、飞行操纵荷载以及飞行器所能容许的极限荷载等。
在载荷设计中,需要将飞行器的结构强度和载荷特性进行匹配,以确保飞行器的安全性能。
1.2 飞行器设计流程飞行器设计流程是指飞行器设计的各个阶段和步骤,包括需求分析、概念设计、详细设计、制造和测试等。
在飞行器设计流程中,需要进行以下几个主要步骤:1.2.1 需求分析需求分析是指对飞行器的使用需求进行分析和研究,确定飞行器的设计目标和性能指标。
在需求分析中,需要考虑到飞行器的使用环境、任务要求以及市场需求等。
1.2.2 概念设计概念设计是指根据需求分析的结果,进行初始设计和初步分析。
飞行器总体设计重要知识点
飞行器总体设计重要知识点飞行器总体设计是航空航天工程中的关键环节,它涉及到飞行器的结构布局、性能参数、各种系统的集成以及整体设计思路等方面。
本文将介绍飞行器总体设计的重要知识点,以便读者能够了解到飞行器总体设计的基本原理和关键要点。
一、飞行器总体设计概述飞行器总体设计是指在飞行器的研制过程中,根据设计需求和性能要求,对飞行器的外形、结构和性能进行综合设计的过程。
总体设计是一个系统工程,需要考虑飞行器的任务和使用环境,以及材料、结构、动力、控制、通信等多个方面因素的综合考虑。
二、飞行器外形设计飞行器外形设计是指根据飞行器的使用需求和性能要求,确定飞行器的外部轮廓、舱位布置和外部附件的位置等。
外形设计需要考虑飞行器的气动特性,如气动稳定性和抗阻等方面的要求。
同时还要考虑机载设备的布置,以及乘员或货物的舱位布置,以实现良好的使用性能。
三、飞行器结构设计飞行器的结构设计是指确定飞行器的内部结构和部件,以及安装和连接方式等。
结构设计需要考虑飞行器的强度、刚度和抗疲劳性等性能要求。
同时,还需满足飞行器的重量和材料耐久性等要求。
此外,结构设计还需要保证飞行器的便于制造和维修,以及符合航空法规和标准。
四、飞行器性能参数设计飞行器的性能参数设计是指对飞行器的各项性能参数进行科学合理的确定。
性能参数设计包括飞行速度、爬升率、航程、续航时间、载荷能力等方面的要求。
性能参数设计需要考虑飞行器的任务和使用环境,以及动力系统和控制系统等的匹配。
同时,还需考虑飞行器的经济性和环境适应性等方面的要求。
五、飞行器系统集成设计飞行器系统集成设计是指将各个系统(如动力系统、控制系统、通信系统等)有机地组合在一起,以实现整机性能要求和设计目标的过程。
系统集成设计需要考虑各个系统之间的协调性和相互作用,以及系统之间的接口和数据交换等。
同时,还需满足飞行器整体设计的要求,保证飞行器的安全性和可靠性。
六、飞行器总体设计思路飞行器总体设计需要遵循一定的思路和方法。
2无人机 飞行器设计
27
5、飞行平台的设计 平台重要尺寸的确定
多旋翼平台尺寸有大有小,有高有矮。影响尺寸核心的几个参数:①以动力电池为首的 大尺寸机载物品体积、重量。②旋翼数量与桨径。③任务设备体积。
继续使用例1 的例子,要设计一款搭载佳能5D II及3轴稳定云台的,飞行时间半小时的 多旋翼。动力选型时选择了巡航功率284W的6515电机,配20×7英寸(桨径508mm)螺旋桨。 电池选择了10C,12S,12800mAh的动力电池,其体积为200×100×70mm。另外采购佳能5D II 及3轴稳定云台,总高度为250mm,回转直径300mm。
18
4、载重、航时、总重相互关系计算
(例3)结构重量系数 f结构=0.1,动力系统重量系数 f动力=0.15 的10公斤裸机能飞多久?
W总 10
W任务 0 求解h;代入(10)式,得:
0.6 W任务 0.3
h
W总
0.694
h
0.75 W任务 0.3 W总
0.75
- 0.3 10
1.04 小时 1小时零 2分钟
相机云台接线总共两公斤,所以 W任务 2 ;航时45分钟,h=0.75 ;代入(9)式得:
W总
W任务 0.3 0.6- 0.694h
W总
0.6 -
2 0.3 0.694 0.75
2.3 0.0795
29公斤
15
4、载重、航时、总重相互关系计算
是不是纯电就飞不长呢?
也不是,这需要我们改善加工工艺把机体作轻同时使用更轻量的电机、电调、桨,假设
4、 USB输入接口和通信模块应尽量靠近,连线距离短,减少外在干扰信号 的影响
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
碟形飞行器设计
一、设计思路
飞机设计思想来源于天上的鸟,升力则主要源于类似于翅膀的机翼。
本文尝试设计一种飞行器,它的整体都会产生升力,经过比较选择较为简单的“飞碟”形进行设计。
结合科幻电影中画面,采用圆盘式结构有以下几个优势:(1)外形紧凑,各方向中心轴对称受力均匀,可实现任意方向转弯;(2)采用垂直起降方式,可任意对称分布多个发动机,可空悬停;(3)侧面投影面积小,侧面雷达反射面积基本可以做到无反射状态,非常适合空战。
因为这几个优势并使设计更为简单,采用多个发动机作为动力来源,飞机底部一个发动机产生升力来实现垂直起降,尾部一个发动机产生推力,且尾部发动机可在一定范围内进行旋转,即可以改变推力的方向,从而控制飞行姿态。
通过直接改变推力来改变飞行器运动方向,使对飞行器的操纵更为简便,并可提高飞行器的灵活性。
本文先从外观、材料、飞行姿态、控制等方面设计一个简单的飞碟形飞行器,在实现基本功能后分析其性能及优缺点,进而提出一些观点对飞行器进行优化和完善。
二、整体外观设计
整个飞行器采用对称结构,底部为一圆形平面,上表面为一弧面。
底部尾部各一个发动机,飞碟尾部增加一个类似飞机垂尾的部分,来保证偏航与滚转的稳定。
其大致结构如图1所示。
图1.侧视图与仰视图
三、飞行器材料选择
(1)大型飞机材料的选择必须满足飞机的总体技术要求及其相关的具体设计要求。
由于飞行器动力有限,希望采用的材料可以大幅度减轻机体结构重量、改善气动弹性,提高飞行器的综合性能。
另外由于飞行器外形的原因,要选用可塑性强的材料。
(2)飞机的发动机部分应选取耐高温材料。
(3)由于所设计飞行器具有灵活性高、可操纵性强的特点,若考虑进入军用,则选取材料应具有高强度的特点。
也可考虑在飞行器上应用隐形材料。
综上,铝锂合金具有低密度、高比强度、高比刚度、优良的低温性能,是飞行器上的常用材料,可以用做机身材料;陶瓷材料具有结构致密、表面平整光洁、耐酸性能良好等特点,可利用陶瓷材料的耐高温性能制造飞机喷气处绝热装置。
若为了提高强度而用于军事,需采用复合材料。
先进复合材料具有高比强度、高比模量、可设计性、结构整体化、降低全寿命成本等优点,可以大幅度减轻机体结构重量、改善气动弹性,提高飞机的综合性能。
复合材料已经在军用飞机上有了大幅应用。
四、飞行器飞行姿态分析
1.起飞
飞行器底部的发动机可直接提供升力使飞行器垂直起飞,为了节省动力,也可以类似普通飞机,先进行一段滑跑,获得一定升力后再利用发动机升力达到更高高度。
2.直线飞行
当飞行器直线飞行时,有两种情况,一是与直升机情况类似,升力来源于机身和垂直方向发动机推力,飞行器头部向下是前进并上升,头部向上是上升之后并保持悬停。
动力主要源于底部的发动机,而尾部发动机主要起到控制飞行轨迹的作用。
也可向飞机一样,由尾部发动机提供推力,升力来源与机身。
下面考虑当飞行器姿态发生变化时的稳定情况。
由于飞行器尾部设有垂尾,类似于飞机,假设飞行器向右滚转,由于重力与升力的合力也指向右方,相当于飞行器向右侧滑,垂尾上产生向坐的侧力,使飞行器恢复到原来的稳态。
当飞行器向右偏航时,垂尾上受到向右的力,在此力矩的作用下,飞行器恢复原来的飞行方向。
当飞行器在竖直方向产生运动,即进行俯仰运动时,由于碟形结构,当俯仰角过大时飞行器就无法保持稳定,需要通过控制发动机改变推力方向来保持机身稳定。
即迎角过大时尾部发动机向下偏一定角度产生一个向上的力,迎角为负即低头严重时,尾部产生向下的力,使飞行器稳定。
这对控制系统有较高要求
3.飞行器的变向
通过控制底部的发动机来改变升力可使飞行器上下运动。
要使飞行器改变方向,可以通过控制垂尾方向舵,也可以操纵尾部发动机,改变推力方向来改变飞行器轨迹。
为使结构简单,不在垂尾上安装方向舵,这里选用第二种方案。
如果配合底部发动机的推力,就可在飞行器在空中悬停时快速改变航向。
4.降落
由于飞行器可以产生向上的推力,可使飞碟在水平方向停止运动后,再减小底部发动机推力,使飞行器降落。
当然,通过更准确的操作,飞行器也可以实现像飞机一样在运动中降落。
5.飞行器的控制
综上所述,所设计碟形飞行器需控制部分为底部发动机的动力大小,与尾部发动机的推力方向。
首先,当飞行器出现俯仰时需要调节尾部发动机推力方向,此操作应交于自动驾驶系统完成,将由传感器测出的飞行器俯仰角信号反馈到控制系统中。
当飞行员来操作时,设计一个驾驶杆:推杆时底部飞行器动力减小,飞行器下降;拉杆时底部飞行器动力增大,飞行器上升。
向左推驾驶杆时,尾部发动机向左喷射,尾部产生向右的力,使飞行器向左转弯;同理,向右推驾驶杆,飞行器向右转弯。
五、飞行器缺陷分析与改进措施
(1)可见该碟形飞行器最大缺点就是操纵过分依赖发动机,对动力的要求很高,下面考虑如何不依赖改变发动机推力,使飞行器实现滚转和改变航向。
如下图所示,类似于飞机升降舵,在碟体底部装入两个挡风板,当飞行器直线飞行时,挡风板与飞行器底部在同一平面内。
如图2所示,当一侧挡板打开一定角度时,由于两边升力不同飞行器发生滚转。
左侧挡板打开,向左滚转,右挡板打开,向右滚转。
V
图2 滚转时左视图与后视图
而当挡板打开90度时,如图3所示,在空气阻力的作用下,飞碟会发生偏航。
左侧挡板完全打开时飞碟向左转向,右侧挡板打开时,飞碟向右转向。
V
图3 转向时仰视图与左视图
这样改进后,飞碟进行滚转和转向就不再依赖发动机,降低了控制难度。
由于加入了滚转运动,控制器上加入一个脚蹬,踩左脚蹬向左滚转,右脚蹬向右滚转,进行转向时将脚蹬踩到底部。
同时保留驾驶杆对发动机的控制,进行辅助转向,并可在必要时实现飞碟在悬停时的转向。
(2)飞行器设计外观顶部为一球面,虽然使飞碟产生各种运动时设计上更为简单,但会产生更大的阻力。
可以考虑改进外形来减小阻力,例如将底部改为椭圆形状。
由前面的分析,这种设计使俯仰时要改变发动机推力方向来保持稳定,也就需要更为复杂的控制系统来确保飞碟稳定性。
(3)设计过程中缺乏整体性、系统性,使飞碟整体性能受到影响。
本文设计采用完全对称结构,可在系统地对飞行器整体进行分析后,重新设计对发动机的位置,挡板的位置,以及飞碟整体质量分布。
六、总结与展望
本文参考飞机和直升机的原理设计了一个简单碟形飞行器,可实现空中悬停,任意方向转弯等功能,操纵简单。
但对动力和控制系统要求较高,稳定性欠佳,需要改进。
飞行器设计完善后可以有多方面的应用,如民用上可用作交通运输工具,这就不需要太高的飞行高度,对动力要求也降低。
也可运用军事,首先设计一个体积庞大的飞碟作为母舰,母舰中装载有更多的小型战斗机,相当于空中的航空母舰。