串列翼货运无人机大攻角气动与操稳特性研究

作     者：杨芃芊 陈禹彤 刘俊辉 杨杰豪 单家元 孙士珺 

作者机构：北京理工大学宇航学院 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然基金(62473043,62103049) 北京理工大学青年教师学术启动计划(XSQD-6120220106) 

主　　题：串列翼布局 大攻角 数值模拟 气动特性 准平衡滑翔 全动后翼 

摘      要：为实现场域受限下空投物资精准、低速无损着陆，开展串列翼货运无人机末端低速着陆段大攻角气动与操稳特性研究。针对串列翼无人机大攻角气动非线性与前后机翼气动强耦合问题，采用分离涡模拟方法分析大攻角强耦合非线性气动特性，计算得到各部件升阻系数、俯仰力矩及焦点位置随攻角变化规律，进一步研究不同机身截面对飞行器纵向稳定性的影响，根据机翼表面压力分布规律及周围流场结构分析串列翼前后翼耦合机理，提出了串列翼大攻角全动后翼操纵方案。研究结果表明：所设计的串列翼货运无人机在大攻角下方形机身截面相比圆形截面静稳定度变化更加平稳；其在0°～50°较大攻角范围内存在前后翼耦合现象，前翼脱体涡和后翼翼端脱体涡共同作用影响后翼的压力分布，后翼升力损失最高达32%；全动后翼使可控攻角提高至50°，可为大攻角深失速着陆提供足够的控制力矩。