西北工业大学学报
西北工業大學學報
서북공업대학학보
JOURNAL OF NORTHWESTERN POLYTECHNICAL UNIVERSITY
2013年
6期
858-864
,共7页
李满%宋笔锋%焦景山%胡铁玉
李滿%宋筆鋒%焦景山%鬍鐵玉
리만%송필봉%초경산%호철옥
大展弦比无人机%柔性机翼%气动弹性%静稳定性%飞行动力学
大展絃比無人機%柔性機翼%氣動彈性%靜穩定性%飛行動力學
대전현비무인궤%유성궤익%기동탄성%정은정성%비행동역학
高空长航时大展弦比无人机机翼结构刚度小,在飞行中变形幅度大且特征频率低,与无人机飞行动力学响应耦合,改变了无人机的飞行动力学特性。为研究其影响,对大展弦比机翼结构进行空间梁假设,利用Hodges本征梁动力学模型,结合大展弦比气动力片条理论和准定常假设对无人机进行建模,计算配平状态下无人机的静变形。机翼柔性改变了无人机的纵向静稳定性,在不同推力分布下,计算并比较柔性无人机纵向静稳定性变化。计算不同飞行高度、结构刚度和有效载荷挂载情形下的无人机的纵向飞行品质,结果显示由于静弹性变形改变无人机配平状态下的俯仰转动惯量,导致无人机的纵向短周期频率减小,阻尼增大。由于机翼柔性的影响,无人机纵向长周期运动与结构弯曲变形运动发生耦合。
高空長航時大展絃比無人機機翼結構剛度小,在飛行中變形幅度大且特徵頻率低,與無人機飛行動力學響應耦閤,改變瞭無人機的飛行動力學特性。為研究其影響,對大展絃比機翼結構進行空間樑假設,利用Hodges本徵樑動力學模型,結閤大展絃比氣動力片條理論和準定常假設對無人機進行建模,計算配平狀態下無人機的靜變形。機翼柔性改變瞭無人機的縱嚮靜穩定性,在不同推力分佈下,計算併比較柔性無人機縱嚮靜穩定性變化。計算不同飛行高度、結構剛度和有效載荷掛載情形下的無人機的縱嚮飛行品質,結果顯示由于靜彈性變形改變無人機配平狀態下的俯仰轉動慣量,導緻無人機的縱嚮短週期頻率減小,阻尼增大。由于機翼柔性的影響,無人機縱嚮長週期運動與結構彎麯變形運動髮生耦閤。
고공장항시대전현비무인궤궤익결구강도소,재비행중변형폭도대차특정빈솔저,여무인궤비행동역학향응우합,개변료무인궤적비행동역학특성。위연구기영향,대대전현비궤익결구진행공간량가설,이용Hodges본정량동역학모형,결합대전현비기동력편조이론화준정상가설대무인궤진행건모,계산배평상태하무인궤적정변형。궤익유성개변료무인궤적종향정은정성,재불동추력분포하,계산병비교유성무인궤종향정은정성변화。계산불동비행고도、결구강도화유효재하괘재정형하적무인궤적종향비행품질,결과현시유우정탄성변형개변무인궤배평상태하적부앙전동관량,도치무인궤적종향단주기빈솔감소,조니증대。유우궤익유성적영향,무인궤종향장주기운동여결구만곡변형운동발생우합。
The high aspect ratio wing of the High Altitude Long Endurance ( HALE) UAV is flexible, causing the UAV to have large structural deformation .Adopting the spatial beam assumption of the high aspect ratio wing , this paper studies the flight dynamics of the UAV uses Hodges intrinsic beam dynamics model combined with aerody -namic strip theory and quasi-steady assumption , uses this method , computes the static deformation in trim state , analyzes the stability in different thrust distribution , calculates the flying qualities in different altitudes , structural rigidities and payload distributions .The results and their analysis show preliminarily that:( 1) the flexible high as-pect ratio wing changes the longitudinal static stability and the pitch inertia of the UAV , resulting in decreased short cycle frequency and increased damping;( 2) the phugoid motion couples with structure bending motion .