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小展弦比机翼自诱导滚转及其抑制方法综述

气动研究与试验

气动研究与试验 2023年第6期1卷 30-40页

作者：黄一桓胡天翔刘沛清赵鑫北京航空航天大学北京1000191

近些年,微小型飞行器(MAV)在各领域都有了快速的发展与应用。在大量的实际飞行测试中,微小型飞行器反映出侧向不稳定性,并会发生大幅度的滚转振荡,使得飞行器难以操控。这种不被期望看到的滚转不稳定性是当前微小型航空器设计所面临的... 详细信息

近些年,微小型飞行器(MAV)在各领域都有了快速的发展与应用。在大量的实际飞行测试中,微小型飞行器反映出侧向不稳定性,并会发生大幅度的滚转振荡,使得飞行器难以操控。这种不被期望看到的滚转不稳定性是当前微小型航空器设计所面临的主要挑战之一。本文对小展弦比低雷诺数机翼的流动特性进行了综述,并讨论小展弦比机翼的自诱导滚转现象,同时对自诱导滚转现象进行了定性与定量的描述与分析。此外,还介绍了各种流动控制方法,通过对前缘分离涡以及翼尖涡进行控制,实现对自诱导滚转的抑制。

关键词：自诱导滚转机翼摇滚微小型飞行器流动控制小展弦比

基于齐默曼布局的微小型无人机气动布局设计研究

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无人系统技术 2023年第3期6卷 81-90页

作者：付小龙张扬付一帆昌敏西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西北工业大学无人系统技术研究院西安710072

齐默曼布局是小展弦比实现大升阻比的优秀气动布局,相比于矩形翼等传统布局非常适合微小型无人飞行器使用。采用综合方法针对齐默曼布局开展小型飞行器的总体设计与气动设计工作,包括以下四个阶段,即通过给定设计目标对无人机任务载荷... 详细信息

齐默曼布局是小展弦比实现大升阻比的优秀气动布局,相比于矩形翼等传统布局非常适合微小型无人飞行器使用。采用综合方法针对齐默曼布局开展小型飞行器的总体设计与气动设计工作,包括以下四个阶段,即通过给定设计目标对无人机任务载荷进行选型;基于翼载、质量和翼型之间相互迭代确定无人机总体参数;结合计算流体力学方法对无人机进行数值模拟,最终获得无人机具体气动参数并指导电子部件与飞控选型;通过工程试制完成样机制造并进行外出试飞实验,验证了齐默曼布局在低雷诺数下的气动优势。研究结果表明,齐默曼布局在微型固定翼无人机应用中展现出良好的表现。据此,本文进一步构建了一套基于齐默曼布局的高性能微小型固定翼飞行器设计方案。

关键词：微小型飞行器齐默曼布局飞行器设计气动设计数值模拟飞行实验

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共轴直升机操纵技术与微小型化发展

无人系统技术 2018年第4期1卷 43-50页

作者：李科伟赵娜邓宏彬江明北京理工大学机电学院机电动态控制重点实验室北京100081 淮海工业集团有限公司淮海研究院长治046012

共轴直升机是一类上下双桨排列的旋翼型飞行器,其结构紧凑、纵向尺寸较小,拥有垂直起降、定点悬停及狭隘空间避障飞行等特点。首先,梳理了共轴直升机操纵机构的发展现状,飞控机构设计从单一机构到智能化方向逐渐演变;然后,详细介绍了近... 详细信息

共轴直升机是一类上下双桨排列的旋翼型飞行器,其结构紧凑、纵向尺寸较小,拥有垂直起降、定点悬停及狭隘空间避障飞行等特点。首先,梳理了共轴直升机操纵机构的发展现状,飞控机构设计从单一机构到智能化方向逐渐演变;然后,详细介绍了近年来微小型共轴直升机的发展情况,飞行器的微小型化一直是研究重点;最后,从最优化总体设计、动力与能源、低雷诺数环境空气动力学特性、动力学模型的建立、飞行控制等方面对微小型共轴直升机的关键技术做了简要分析。

关键词：微小型飞行器共轴直升机操纵机构姿态控制旋翼气动力低雷诺数

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大学生科技创新

应用科技 2008年第10期 67-68页

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MAVs多源信息融合无迹姿态估计方法

MAVs多源信息融合无迹姿态估计方法

第四届中国指挥控制大会

作者：吴中红石章松傅冰刘健海军工程大学电子工程学院

MAVs通常采用低成本MEMS器件进行姿态结算,存在低精度、高噪声且误差随时间积累问题。针对这一问题,设计了基于无迹卡尔曼滤波器(Unscented Kalman Filter,UKF)的姿态估计方法。以姿态角为状态向量,应用陀螺仪测量的角速率完成滤波器时... 详细信息

MAVs通常采用低成本MEMS器件进行姿态结算,存在低精度、高噪声且误差随时间积累问题。针对这一问题,设计了基于无迹卡尔曼滤波器(Unscented Kalman Filter,UKF)的姿态估计方法。以姿态角为状态向量,应用陀螺仪测量的角速率完成滤波器时间更新,以求解加速度计与磁强计输出得到的姿态角作为观测量,完成滤波器量测更新,基于UKF实现姿态估计。数值仿真结果表明,基于UKF的姿态估计方法,尽管运算速度劣于EKF,但平均一次运算周期用时为0.103s,远小于10s的采样时间,满足运算的实时性要求;UKF的收敛精度优于EKF,在滚动、俯仰和航向三个维度上分别提高了43.3%、35.0%、45.2%。

关键词：微小型飞行器姿态估计无迹卡尔曼滤波陀螺仪加速度计磁强计

来源： cnki会议评论

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平面布局对MAV气动性能影响的试验研究

飞机设计 2009年第3期29卷 1-5,17页

作者：张政刘沛清北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

固定翼微小型飞行器(MAV)飞行雷诺数低,属于低雷诺数空气动力学研究范畴。本文对不同尺寸的矩形翼、混合翼、梯形翼、齐默曼翼与反齐默曼翼平面布局MAV模型进行风洞测力试验。对比了各种平面布局气动特性,其中混合翼、反齐默曼翼和梯形... 详细信息

固定翼微小型飞行器(MAV)飞行雷诺数低,属于低雷诺数空气动力学研究范畴。本文对不同尺寸的矩形翼、混合翼、梯形翼、齐默曼翼与反齐默曼翼平面布局MAV模型进行风洞测力试验。对比了各种平面布局气动特性,其中混合翼、反齐默曼翼和梯形翼较好地利用了前缘涡产生的涡升力,有良好的升力特性;展弦比较小的机翼表面脱体涡强度较大,改善了大迎角下的气动特性;大后掠角梯形翼有较好的过失速特性。

关键词：风洞试验微小型飞行器低Re数小展弦比空气动力学