● 摘要
本文以弹射式串列翼布局巡飞器为研究对象,主要研究了巡飞器总体设计,并对巡飞器进行了气动特性分析及结构分析,提出一套比较完整的巡飞器总体设计方案。
在参阅相关文献的基础上,基于巡飞器总体设计的技术要求,完成了巡飞器机体结构的初步打样设计,机体结构主要使用铝合金材料及碳纤维复合材料;简要描述了巡飞器总体尺寸参数,估算巡飞器机体各部分质量及总质量。
利用Fluent软件对三维串列翼巡飞器进行了气动仿真。使用正交试验法对比巡飞器前后翼不同布局形式的气动特性。研究表明,前翼在上后翼在下,或前后翼具有较大安装角时,巡飞器有较好的气动特性。分析了前后机翼的气动性能差异,在较小迎角下,前翼的气动效率要高于后翼。获得了巡飞器在不同飞行条件下,整体及各个关键部件,所受气动力数据。
本文所述巡飞器为串列翼布局,机翼、尾翼、螺旋桨等可进行折叠,因而其控制系统结构也有别于普通飞行器。本文完成了巡飞器各机构的打样设计,明确了各机构设计思路及要求,及目前遇到的困难。
利用Abaqus软件对巡飞器机翼结构进行了结构静力学分析及模态分析。参照单梁式机翼结构,自主设计了机翼结构,找出应力较大位置;利用第四强度理论和蔡-吴张量理论对巡飞器进行了强度校核,并完成了机翼机翼结构自由模态分析。
最后,利用Abaqus软件对巡飞器发射过程进行了动态仿真。经过多次试验,得到较为理想的驱动载荷加载规律。通过运动学分析,验证了整个仿真模型的可行性;通过结构动态分析,得到应力较大位置,得到应力随时间变化关系。
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