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可变翼军用无人机的研究和设计

发布时间:2017-12-07 09:05:00 文章来源:未来智讯    
    【关键词】无人机;变前掠翼;三维建模;网格划分;升力参数计算及对比
    目前,世界各国在军用无人机上都未生产或使用可变翼的无人机,而且大量的无人机并不能很好的实现理想的气动外形,导致许多领域内的任务无法顺利的完成。现对无人机采用可变翼设计,且采用变前掠翼设计,利用三维软件PROE和流体分析软件GAMBIT、FLUENT分别对其进行建模和计算,从理论上实现对升力方面的优化。
    一、三维建模
    注:飞机翼展3000mm、长:2600mm、高:400mm。
    (1)低速起降 (2)跨音速巡航 (3)超音速突防
    二、 网格划分及飞机气动分布
    (1)对无人机使用对称网格划分,以减少网格数量,利于流场计算。(2)利用三棱柱网格代替三棱锥网格,以增加有效网格数量,使计算更加精确。
    三、计算结果及分析
    (1)无人机在来流为0.2Ma时,升力系数和阻力系数图。
    (2)无人机在来流为0.8Ma时,升力系数和阻力系数图。
    (3)无人机在来流为2Ma时,升力系数和阻力系数图。
    升阻比的公式如下:L/D=■,其中L为升力,F■为阻力。飞机的阻力会和升力使用相同的参考面积,也就是其翼面积,因此升阻比可简化为升力系数及阻力系数之间的比值:L/D=■。通过计算,此无人机的升阻比为:低速起降:34.286,跨音速巡航
    9.355,超音速突防4.311。
    四、结论
    (1)可变翼的军用无人机不仅可以实现不同姿态的飞行,同时还可以满足在各个姿态上飞机有着良好的气动外形,对无人机采用变前掠翼设计可以有效的提高其本身的升阻比等参数,并且能够获得更为良好的气动外形,使无人机能够达到使用需求。(2)变前掠翼飞机的翼尖在前,翼根在后,升阻比大,流经翼尖的气流不易分离,保持机翼前缘良好的气动性能,升力主要集中在翼根区域,减少了翼根承受的弯曲应力,从而进一步提高飞机的机动性。
    参考文献
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