撲翼微型飛行器機(jī)構(gòu)分析及樣機(jī)設(shè)計(jì).pdf

1、撲翼微型飛行器是一種新型飛行器。它具有體積小、隱身性好、重量輕、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn),可以應(yīng)用在偵查、勘測、通信等領(lǐng)域,在國防工業(yè)和民用領(lǐng)域都有廣闊的發(fā)展前景。仿生學(xué)和空氣動力學(xué)研究均表明:撲翼微型飛行器比固定翼和旋翼微型飛行器具有更高的飛行效率和飛行性能。
　　本文在綜合分析了各種常見的撲翼微型機(jī)構(gòu)的拓?fù)錁?gòu)造特性的基礎(chǔ)上，根據(jù)顏氏機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論,設(shè)計(jì)枚舉了6桿及其以下數(shù)目的可實(shí)現(xiàn)平面撲動的所有可能的機(jī)構(gòu)類型。對典型平面單曲柄雙搖桿撲

2、翼機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析,并根據(jù)其撲翼運(yùn)動的固有不對稱性,對單曲柄雙搖桿撲翼機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),得到了空間撲翼機(jī)構(gòu)。對空間撲翼機(jī)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)動學(xué)分析表明,此空間撲翼機(jī)構(gòu)的運(yùn)動完全對稱,且運(yùn)行較為平穩(wěn),結(jié)構(gòu)緊湊,可以微型化,為撲翼微型飛行器樣機(jī)設(shè)計(jì)提供了一種可行方案。
　　在單自由度上下?lián)鋭訖C(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對同等初始條件的剛性翼和后緣可柔性變形的機(jī)翼進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明,相對于只能上下?lián)鋭訜o扭轉(zhuǎn)及變形的剛性翼,柔性機(jī)翼既可產(chǎn)生升力,還可產(chǎn)

3、生水平方向的推力。柔性機(jī)翼具有更好的推進(jìn)效率,為撲翼微型飛行器的氣動布局的合理性設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　按照整體設(shè)計(jì)目標(biāo)對撲翼微型飛行器的各個(gè)組成部分進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要是撲翼機(jī)構(gòu)的優(yōu)化和整體氣動布局的設(shè)計(jì)。選擇空間撲翼機(jī)構(gòu)作為撲翼微型飛行器的機(jī)械傳動部分,并根據(jù)預(yù)期撲動幅度對桿長進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);采用柔性機(jī)翼和常規(guī)式尾翼作為飛行器的主要?dú)鈩硬糠?進(jìn)行了尺寸設(shè)計(jì)及布局優(yōu)化。通過不斷改進(jìn)加工工藝及各項(xiàng)尺寸參數(shù),共設(shè)計(jì)加工了6架撲翼微型飛