未来智讯 > 无人驾驶论文 > 多用途仿生无人机
    多用途仿生无人机作者:未知   无人驾驶飞行器有很多种,笔者通过对国内外现有无人机项目/型号资料的分析,认为中型和大型无人机具有较广泛的用途。特别是军用领域装备使用数量较多。通用化、系列化的军民通用多用途无人机平台具有研制/采购成本低、使用维护方便等优势。
  飞机的发明,在很大程度上是人类受到鸟类飞行的启发。但是,人类到目前为止,还没有完全揭示鸟类、昆虫飞行的奥妙,人造飞行器还远远达不到鸟类的飞行效率。在飞行器设计方面,仿生设计还相当有限。笔者认为,仿生设计是飞行器发展的一种最高境界。以目前的技能还难以实现。作为过渡,美国洛克希德・马丁公司选取(形状记忆)功能材料,研制出折叠机翼仿生变体飞机。可见,立足现有技能适当应用有限的仿生技能,仍能够收到很好的效果。实现飞行器本能全面提升。有鉴于此,在无人机方案设计中应用了有限的仿生设计:选取类似于鸟的布局。
  
  整体和气动布局
  
  机头进气道,大斜角进气口可保证大迎角本能。进气道由梯形过渡到圆形,纵向长度较大,有较高的总压恢复系数。保证进气效率。对于军用型而言,长S形进气道可以有效遮蔽发动机风扇叶片这个主要的雷达波反射源。使飞机具有较好的隐身本能。进气口和尾喷口等部位通过喷涂雷达吸波材料和选取隐身结构等措施。进一步提高隐身本能。
  倒梯形机身内部包容进气道和发动机,顶部为向前延伸的机头及向后延伸的背鳍。机头和背鳍内以及下部机身隔舱内安装各种航空电子设备和飞机系统设备。机身上部连接V型中翼。机身两侧连接外挂式专用任务设备吊舱。
  大翼展中单翼,有上反角25°。其外侧连接折叠式外翼。中翼后缘有升降副翼,外翼后缘有副翼,可以实现俯仰抑制、滚转抑制。V型布局的中翼后缘升降副翼还用于航向操纵。如果试验发现飞机俯仰操纵本能和稳定性难以保证,可考虑在前机身两侧增加辅助小翼。
  为增加航向操纵能力和稳定性,能够考虑在机身下部后侧安装可折叠垂尾。发动机安装推力矢量喷管系统,提高操纵性和机动性。动力装置
  一台涡扇发动机,安装在后机身内。发动机推力约5000-8000千克。装全向推力矢量喷管系统,俯仰和偏航方向转角范围都是±20°。提供俯仰和偏航操纵力矩。燃油装载在机翼内段和机身隔舱内。机身两侧还可外挂副油箱。
  机身结构较复杂,内部安装动力系统,结构承载大,因此主体结构选取金属。重要承力框、纵梁选取铝合金和钛合金总体结构。壁板选取复合材料结构。机翼选取金属骨架和复合材料壁板复合结构。操纵舵面选取全复合材料结构。
  
  机载武器系统(军用抨击型)
  
  选取专用武器舱。武器舱可装载包括各类小型空对面武器。使用武器舱系统能够满足不同的任务需求。空面武器空中发射时,武器舱前部和后部的整流罩中部调节板向内偏转,武器直接点火发射向前射出,发射完毕,前后整流罩调节板复位。简易的方法是抛掉整个整流罩。但这样会牺牲飞行本能和隐身本能。
  
  飞行抑制系统
  自动飞行抑制系统,GPS导航系统,完全自主飞行。自动/人工辅助水平起降。实时负载和无人机(UAV)抑制,基于间断机载任务抑制,数据链丢失自主返回。
  
  起飞下降系统
  拟选取常规的前三点可收放起落架。实现水平起,降。但由于机身下部尺寸较小,起落架设计较困难。
  由于该机布局对照特殊,还可考虑选取机腹发射导轨固定(加上机翼辅助导轨),大倾斜角倾斜或垂直发射系统。起飞时可选取助推火箭。整机用下降伞回收。对于舰艇/潜艇上使用的军用型飞机倾向于选取此种起降系统。
  
  责任编辑 寒 兰
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