对混合布局无人机进行风洞试验,获得其气动数据,测试其抗风能力和经济巡航速度,并获得全机各部件对试验机气动性能的影响。试验共分为三种布局:机身、机身+机翼、机身+旋翼+机翼。通过此次试验,有利于分析试验机气动外形的合理性,对后续混合布局外形优化及进一步设计提供依据。

针对航母尾迹对舰载机着舰过程气动特性的影响,采用嵌套网格的方法,对无人机在不同风向下的着舰过程进行了数值模拟。首先,对不同网格划分,定常和非定常计算进行了比较,发现有无附面层对航母流场结果影响不大,下滑线上定常计算的结果和非定常时均的结果类似。然后,对0°和±15°风向下的航母流场进行了分析,表明航母尾迹随风向的变化而变化。接着,对单独无人机降落的过程进行了模拟,验证了所建立的嵌套网格的可靠性。最后,对耦合航母情况下无人机的着舰进行了仿真,结果表明降落过程中飞机一直处于低动压的状态,升力和俯仰力矩变化明显,不同风向下着舰气动特性的变化也存在差异。研究结果为以后舰载机安全着舰的评估和控制提供了参考。

新能源无人机技术处于快速发展阶段，结合新能源复合能源动力系统安装使用方式，开展小型无人机总体方案设计，规划布局型式，计算气动性能，结果表明总体设计方案能够满足无人机总体指标要求，研究方法可为基于新能源复合能源动力系统的小型无人机研制提供参考。

小型无人机由于尺寸较小,飞行速度较低,使得绕其机翼的流动雷诺数一般较低,处于低雷诺数范围。由于在低雷诺数流动中容易产生层流分离并转捩为湍流,故准确预测层流分离并预测转捩的发生对气动特性特性的计算至关重要。文章采用基于e^N转捩预测方法的XFOIL软件对两种较为常见的微小型飞行器的共四种翼型在低雷诺数流动中的气动性能进行了计算分析,结果表明CLARKY翼型比Benedek 10355B翼型更适合小型侦察机,而MH114和MH115两种翼型均比较适合小型载重机。

以某型飞翼式布局无人侦察机为基础,利用SoliDWorks软件绘制无人机的三维实体模型,通过CFD软件对几何模型进行网格划分,最后将划分成功的网格导入FLUENT进行流场的仿真计算,得到通过改变某一参数对本方案无人机气动特性的影响。仿真计算的结果验证了该无人侦察机可行性并对之后的研究分析提供了理论参考。

垂直起降固定翼无人机兼具固定翼飞机速度快、航程远和多旋翼无人机垂直起降、可悬停作业的优点,研究其翼尖垂尾对整机气动特性的影响具有重要意义。垂直起降固定翼无人机采用翼尖下垂尾的设计可以在充当垂尾使用的同时兼具翼尖小翼和起落架的作用。对比下垂尾、上垂尾、翼梢端板和常规布局四种翼尖设计,采用LBM-LES算法、壁面自适应局部涡粘大涡模拟湍流模型对四种设计的气动特性进行仿真模拟分析。结果表明:翼尖下垂尾在平飞状态时比其他三种设计气动效率更高,在垂直起降或悬停状态时,抗侧风稳定性更好。

翼型的气动性能存在重要影响,在越来越多的翼型中,如何评估和选择适合任务需求的翼型进行飞行器的气动设计是设计工作者要面对的首要问题。随着无人机任务使命的扩展,传统的评估方法已不能适应现代任务设计的需求。本文以任务需求为评估标准,以飞行过程飞行状态出现时间的长短作为依据,采取全局最优和单一状态最优相结合的思想,采用综合指数模型对翼型的性能进行评估,为无人机气动设计提供科学的翼型选择依据。

航拍无人机作为一种新式无人机,通常由多旋翼无人机机架、飞行控制系统、推进系统、遥控器、接收机和云台组成。本文针对航拍无人机的推进系统研究分析,主要研究了航拍无人机共轴双旋翼装置的气动特性,利用CFD对推进系统进行模拟,采用动量叶素理论分析共轴双旋翼推进装置上下旋翼的气动特性,对装置实际运用优化改进有着重要意义。

无人机飞行受到气动阻尼扰动,从而导致控制稳定性不好。当前采用翼型截面气动参数调节的方法进行无人机抗扰控制,以扭角以及振动方向等参数为约束指标,参数调节的模糊度较大,对气动姿态参数调节的稳定性不好。文中提出基于气动参数调节的无人机抗扰动控制算法。该算法根据无人机的飞行工况构建各阶模态对应的气弹耦合方程,在速度坐标系、体坐标系、弹道坐标系三维坐标系下构建无人机的飞行动力学和运动学模型;采用卡尔曼滤波方法实现对无人机飞行参数的融合调节和小扰动抑制处理,并采用末端位置参考模型进行无人机飞行轨迹的空间规划设计;在卡尔曼滤波预估模型中实现对动力学模型的线性化处理,采用气弹模态参数识别方法进行无人机的飞行扰动调节;将姿态控制作为内环,获得位置环状态反馈调节参数;以无人机的升力系数和扭力系...

无人机在水下针对作业任务,需要在不同位置定点悬停。文中对悬停状态的实现提出了悬停平衡模块设计的思想。对悬停水舱-螺旋桨模块进行了运动学分析;对四旋翼结构进行了动力学分析。分析表明,模块化的设计可以使横滚角和俯仰角控制在很小的范围内,而偏航角可以在很大范围内调节,无人机水下悬停可以得到较好的平衡调节。