航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2015年
7期
2214-2224
,共11页
无人机%无尾布局%鸥翼布局%重心%不确定性%航时%稳健性%优化设计
無人機%無尾佈跼%鷗翼佈跼%重心%不確定性%航時%穩健性%優化設計
무인궤%무미포국%구익포국%중심%불학정성%항시%은건성%우화설계
unmanned aerial vehicles (UAV)%tailless configuration%gull wing configuration%center of gravity%uncertainty%endurance%robustness%optimization design
飞机的飞行性能与重心(CG)位置密切相关,尤其是后掠式无尾飞机的重心位置对其飞行性能影响更甚,如果重心位置发生变化,升力分布随之改变,进而影响飞机航时.针对这个问题,从气动布局和设计方法两方面,设计了一种航时对重心位置不敏感的无尾无人机(UAV).气动布局上,提出了利用螺旋桨动力配平纵向力矩的鸥翼(GW)布局,以减小重心位置变化对升阻特性的影响;设计方法上,采用稳健性优化设计(RDO)理论,分析重心位置不确定时的航时低敏感度问题.以一架小型电动无人机为研究对象,建立了无尾无人机稳健性优化设计环境,包括总体设计、代理模型构造以及稳健性优化.分析结果表明:利用螺旋桨动力配平的鸥翼布局使重心可用范围增加了5％;静安定裕度在5％～15％变化时,该布局可以有效提高航时稳健性.采用稳健性优化得到的无人机几何参数,大幅度降低了重心位置对航时的影响,显著提升了满足约束的概率.
飛機的飛行性能與重心(CG)位置密切相關,尤其是後掠式無尾飛機的重心位置對其飛行性能影響更甚,如果重心位置髮生變化,升力分佈隨之改變,進而影響飛機航時.針對這箇問題,從氣動佈跼和設計方法兩方麵,設計瞭一種航時對重心位置不敏感的無尾無人機(UAV).氣動佈跼上,提齣瞭利用螺鏇槳動力配平縱嚮力矩的鷗翼(GW)佈跼,以減小重心位置變化對升阻特性的影響;設計方法上,採用穩健性優化設計(RDO)理論,分析重心位置不確定時的航時低敏感度問題.以一架小型電動無人機為研究對象,建立瞭無尾無人機穩健性優化設計環境,包括總體設計、代理模型構造以及穩健性優化.分析結果錶明:利用螺鏇槳動力配平的鷗翼佈跼使重心可用範圍增加瞭5％;靜安定裕度在5％～15％變化時,該佈跼可以有效提高航時穩健性.採用穩健性優化得到的無人機幾何參數,大幅度降低瞭重心位置對航時的影響,顯著提升瞭滿足約束的概率.
비궤적비행성능여중심(CG)위치밀절상관,우기시후략식무미비궤적중심위치대기비행성능영향경심,여과중심위치발생변화,승력분포수지개변,진이영향비궤항시.침대저개문제,종기동포국화설계방법량방면,설계료일충항시대중심위치불민감적무미무인궤(UAV).기동포국상,제출료이용라선장동력배평종향력구적구익(GW)포국,이감소중심위치변화대승조특성적영향;설계방법상,채용은건성우화설계(RDO)이론,분석중심위치불학정시적항시저민감도문제.이일가소형전동무인궤위연구대상,건립료무미무인궤은건성우화설계배경,포괄총체설계、대리모형구조이급은건성우화.분석결과표명:이용라선장동력배평적구익포국사중심가용범위증가료5％;정안정유도재5％～15％변화시,해포국가이유효제고항시은건성.채용은건성우화득도적무인궤궤하삼수,대폭도강저료중심위치대항시적영향,현저제승료만족약속적개솔.
