小型無人地效飛行器氣動(dòng)仿真與飛控系統(tǒng)研究.pdf

1、地效飛行器(Ground Effect Vehicle)是一種能貼近海面/地面借助地面效應(yīng)高速飛行的特種飛行器。因?yàn)槟壳斑€沒有找到一個(gè)較為成熟的在水氣介質(zhì)間高速運(yùn)動(dòng)飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,無法解決在地效區(qū)內(nèi)飛行器的穩(wěn)定性問題,所以地效飛行器一直以來未能得到廣泛應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步,基于計(jì)算流體力學(xué)的空氣動(dòng)力學(xué)研究在地效飛行器領(lǐng)域逐漸成為研究熱點(diǎn),這種方法也為地效飛行器氣動(dòng)布局和運(yùn)動(dòng)模型建立提供了數(shù)值參考。飛控系統(tǒng)作為地效飛行器的控制

2、核心,在整個(gè)飛行過程中負(fù)責(zé)信息采集、控制率解算、數(shù)據(jù)發(fā)送等任務(wù),設(shè)計(jì)一套適合地效飛行器特點(diǎn)的穩(wěn)定的飛控系統(tǒng)具有較高的研究意義。
　　本文首先介紹了地效飛行器空氣動(dòng)力學(xué)的主要研究方法,以及計(jì)算流體力學(xué)的原理和ANSYS FLUENT軟件。然后選取俄羅斯先進(jìn)的“雌鷂”號(hào)地效飛行器為模型在CATIA中進(jìn)行三維重建并導(dǎo)入ANSYS ICEM軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分,接著在ANSYS FLUENT軟件中對(duì)其機(jī)翼進(jìn)行氣動(dòng)參數(shù)計(jì)算。
　　介于地

3、效飛行器的相關(guān)研究資料大部分處于保密狀態(tài),本文選取ICON A5水陸兩用航模飛機(jī)作為實(shí)驗(yàn)樣機(jī),結(jié)合固定翼飛機(jī)飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和氣動(dòng)分析所得相關(guān)參數(shù),設(shè)計(jì)無人地效飛行器飛控系統(tǒng)。
　　硬件設(shè)計(jì)上采用雙PSoC3組成的主協(xié)處理器構(gòu)架,分別負(fù)責(zé)飛行器控制和導(dǎo)航數(shù)據(jù)解算。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)外部存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行擴(kuò)展,完成PSoC3最小系統(tǒng)、機(jī)載傳感器、組合測(cè)高模塊、伺服驅(qū)動(dòng)模塊硬件設(shè)計(jì)。機(jī)載傳感器模塊包括捷聯(lián)慣導(dǎo)模塊、磁航向計(jì)模塊和GPS模塊。測(cè)高模塊包