低速小型無(wú)人機(jī)氣動(dòng)特性和RCS計(jì)算分析.pdf

1、小型無(wú)人機(jī)在近年來(lái)受到世界范圍內(nèi)廣泛的關(guān)注，其中低速的翼型設(shè)計(jì)，和雷達(dá)散射截面積(RCS)的準(zhǔn)確計(jì)算成為發(fā)展小型無(wú)人機(jī)的關(guān)鍵。
　　本文首先針對(duì)翼型進(jìn)行了單點(diǎn)優(yōu)化與多點(diǎn)優(yōu)化，優(yōu)化的翼型能夠大幅提升小型無(wú)人機(jī)的氣動(dòng)效率和安全性，本文使用Hicks-Henne法函數(shù)作為翼型的參數(shù)化方法，分別利用更改參數(shù)化方法、調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)變量數(shù)目和改變所選擇的均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)法的表格，來(lái)對(duì)初始翼型SD7062進(jìn)行優(yōu)化修改形狀。單點(diǎn)優(yōu)化中選擇升阻比作為優(yōu)化目標(biāo)

2、函數(shù)，多點(diǎn)優(yōu)化中選擇權(quán)重阻力系數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化。
　　研究結(jié)果顯示，改進(jìn)的Hicks-Henne法函數(shù)比未改進(jìn)的Hicks-Henne法函數(shù)更適用于翼型的優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后提高了升阻比;一定范圍內(nèi)增加設(shè)計(jì)變量的取值數(shù)量可以提高翼型的氣動(dòng)性能，說(shuō)明提高單點(diǎn)優(yōu)化可以在設(shè)計(jì)點(diǎn)處獲得良好的氣動(dòng)性能，但是過于關(guān)注單個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致忽略了其他非設(shè)計(jì)點(diǎn)，則有可能會(huì)產(chǎn)生不光滑連續(xù)的翼型，并且忽略了其他非設(shè)計(jì)點(diǎn)對(duì)于翼型的整體影響;

3、改變均勻?qū)嶒?yàn)表的取值對(duì)于優(yōu)化結(jié)果也存在影響，計(jì)算結(jié)果說(shuō)明新表在有限的試驗(yàn)次數(shù)內(nèi)獲取了更多的信息量，得到更好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。多點(diǎn)優(yōu)化是利用權(quán)函數(shù)綜合考慮在各個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)的氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)值，使得得到的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果是該設(shè)計(jì)域內(nèi)的最優(yōu)結(jié)果，相比于單點(diǎn)優(yōu)化，多點(diǎn)優(yōu)化雖然犧牲了部分設(shè)計(jì)點(diǎn)的氣動(dòng)性能，但是考慮了非設(shè)計(jì)點(diǎn)在內(nèi)的整體氣動(dòng)性能，更加符合工程上的實(shí)際應(yīng)用。
　　然后本文針對(duì)RCS做了計(jì)算與分析研究，RCS的準(zhǔn)確和高效率計(jì)算，是設(shè)計(jì)飛行器隱身性能的

4、重要前提條件。本文分別對(duì)正方體、圓柱體、棗核型結(jié)構(gòu)和三角面反射結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行計(jì)算，對(duì)比了有限差分算法、矩量法以及高頻混合場(chǎng)算法，得出矩量法適合精度很高的計(jì)算，但耗時(shí)很長(zhǎng)。時(shí)域有限差分算法計(jì)算精度略低于矩量法，在疊加反射、產(chǎn)生回波強(qiáng)的地方計(jì)算容易出現(xiàn)誤差，并且也有耗時(shí)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。高頻混合場(chǎng)算法，有耗時(shí)短的優(yōu)點(diǎn)，但是計(jì)算精度不高。最終選取了精度最高的矩量法作為小型無(wú)人機(jī)RCS的計(jì)算方法，分別計(jì)算了無(wú)人機(jī)的局部和整機(jī)模型，得出了無(wú)人機(jī)主要產(chǎn)生