仿蝙蝠翼微型撲翼飛行器空氣動力性能的研究.pdf

1、近年來，微型飛行器逐漸成為了國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，微型飛行器尺寸小，重量輕，所以具有很好的機(jī)動性和隱蔽性，并且造價較低，適合執(zhí)行危險(xiǎn)性較高的特殊任務(wù)。采用自然界生物飛行方式的撲翼飛行器能夠解決常規(guī)微型飛行器需要額外推力裝置的技術(shù)問題，所以越來越受到重視，正在成為微型飛行器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。蝙蝠是自然界唯一能夠飛行的哺乳動物，其撲動方式與鳥類類似，但在中低速飛行時能夠產(chǎn)生比鳥類更高的升力，而且機(jī)動性也比同樣尺寸的鳥類更強(qiáng)，非常符合對微型飛行器的

2、技術(shù)要求。
　　本文使用FLUENT軟件求解流體N-S方程，分析撲翼形狀，撲動規(guī)律和周圍氣流環(huán)境對撲翼飛行器氣動性能的影響。
　　結(jié)合現(xiàn)有微型撲翼飛行器撲動機(jī)構(gòu)，使用ADAMS進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真得到機(jī)翼撲動的運(yùn)動學(xué)規(guī)律，并導(dǎo)出數(shù)據(jù)。使用Matlab的曲線擬合工具，得到仿真數(shù)據(jù)的解析表達(dá)式。
　　一般對撲翼飛行器氣動性能的研究中使用的撲動模型都是簡單的正弦運(yùn)動，本文使用現(xiàn)有撲動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行求解。分析仿蝙蝠剛性翼型在

3、不同的撲動頻率、來流速度、來流角度下的氣動性能，解釋自然界生物飛行時的一些現(xiàn)象，并為撲翼飛行器控制策略的設(shè)計(jì)提供可參考的依據(jù)。
　　考慮蝙蝠和鳥類在飛行時翅膀形狀的變化，本文將這種變化簡化為翅膀外段相對于內(nèi)段的折疊運(yùn)動。根據(jù)鳥類飛行中的圖像，建立了這種折疊運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)模型，并與撲動模型結(jié)合，建立了折疊-撲動模型。通過對計(jì)算結(jié)果的比較，發(fā)現(xiàn)折疊運(yùn)動對飛行器的氣動性能有很大的改善，這些結(jié)果可以為今后研制樣機(jī)提供一定的依據(jù)。