飞行器变体机翼结构设计与仿真

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ｔｈｅａｃｔｕｌａｌｆｙｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ａｎｄｔｈｅｎｓｉｍｐｌｉｉｆｅｄｓｅａｕｌｇｌｗｉｎｇｂｏｎｅｓａｎｄｆｅａｔｈｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｍｏｒｐｈｉｎｇ
第３Ｏ卷第９期
文章编号：１００６ — ９３４８（２０１３）０９ — ００３６ — ０５
计
算
机
仿
真
２０１３年９月
飞行器变体机翼结构设计与仿真
郝银凤，王帮峰，芦吉云，陈珩‘
（１．南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，江苏南京２１００１６；２．南京航空航天大学民航学院，江苏南京２１００１６）
比。表明大尺度的变体可以显著改变飞行器的升力、阻力和升阻比，能够使可变体飞行器自主适应多种环境和任务，因而在全飞行周期中比传统固定外形飞行器具有更优的性能。
关键词：变体机翼；仿生设计；空气动力学；气动布局；形态学
中图分类号：Ｖ４４８．２５＋３文献标识码：Ｂ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａｎａｄａｐｔｉｖｅａｉｒｆｏｉｌｗｉｎｇｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉ wenku.baidu.com ｉｔｙｎｄａｓｔｂｉａｌｉｔｙｏｆａｉｒｖｅｈｉｃｌｅｓｌｆｙ－
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｏｒｐｈｉｎｇＷｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＳｅａＧｕｌｌＭｏｒｐｈｏｌｏｇｙ
ＨＡＯＹｉｎ — ｆｅｎｇ，ＷＡＮＧＢａｎｇ — ｆｅｎｇ，ＬＵＪｉ — ｙｕｎ，ＣＨＥＮＨｅｎｇ
２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏａｎｄＡｓｔｏ，ｒＮａｎｊｉｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）
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（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，
ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏａｎｄＡｓｔｏ，ＮｒａｎｊｉｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１００１６，Ｃｈｉｎａ；
ｉｎｇａｔｌｏｗＲｅｙｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒｓ．Ｗｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｓｅａｇｕｌｌｂｏｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｌｆｙｉｎｇｐｎｅｕｍａｔｉｃｓｈａｐｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｉｎ — ｄｅｐｔｈｓ．Ｗｅｅｖｌｕａａｔｅｄｔｈｅｌｉｔ－ｆｔｏ－ｄｒａｇｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｓｅａｕｌｇｌｂｙｕｔｉｌｉｚｉｎｇａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｉｔｓａｔｉｓｉｆｅｓ
摘要：针对变体飞行器在低雷诺数下机动性能力不足并且稳定性差的问题，设计提出一种新型变体机翼构型。首先深入研
究海鸥的骨骼结构与飞行中的气动外形配置，利用空气动力学对海鸥气动力参数进行估算，计算所得气动参数基本满足海鸥实际飞行要求。进而抽象简化海鸥翅膀骨骼羽毛结构，并改变关节角度适合变体机翼的四自由度机构，采用气动布局分析与设计软件对机构进行仿真，优化结果能实现海鸥飞行的各种姿态外形例如起飞＼降落、巡航、俯冲的同时又有较高升阻