● 摘要
本课题来源于国防预研项目—微小型飞行器关键技术研究，其具有极强的工程应用背景。结合课题组近年来对低雷诺数气动布局的相关基础性研究，探讨微小型无人飞行器的空气动力学的数学模型的推导和建立方法与过程，为无人机的自主飞行控制提供服务。对该微小型边条翼飞行器进行合理的假设和抽象，运用数值模拟的手段对飞机的气动性能进行初步的定性分析，利用经验公式针对飞机的外形结构数据进行数学建模处理。利用风洞测力试验进行控制系统的一般性规律及系统结构与实现技术的基础性探索。作为工程化实际应用的一种尝试，最终的目标是利用空气动力学的原理将数学建模，风洞试验和无人机的自主飞行控制更为有效的相结合，进而为我国的无人机飞行控制提供合理的技术数据的支持，使得微小型飞行器能够更加可靠的应用于航拍，侦查等军用或民用领域。对飞机的边条翼气动布局的低雷诺数下气动性能，进行分析和评估。我们本文通过利用小扰动原理进行理论推导和经验公式的推算，建立空气动力学的数学模型，得到飞机的气动导数。对于利用风洞得到的数据进行分析，利用气动导数得到飞机的控制矩阵。并且利用工程软件对飞机控制的稳定性进行仿真评估。并且对该飞行器搭载设备，进行了大量的外场试飞试验。通过进行的风洞试验数据的分析，并且结合实际的靶机制作得到实际飞机的升降舵，副翼的舵面偏转的气动性能评估，进而为我们的理论分析提供帮助。得到飞机整体相关的得出关于气动性能的分析结论。本文所设计的大边条，小展弦比的常规气动布局微小型飞行器，并对其进行了风洞的测力实验，利用风洞的试验结果对飞机进行了性能的评估，验证了飞行器的升降舵，副翼的操纵效果。