小型無人地效飛行器氣動仿真與飛控系統(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。因為目前還沒有找到一個較為成熟的在水氣介質(zhì)間高速運動飛行器的運動學模型,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。隨著計算機技術(shù)不斷進步,基于計算流體力學的空氣動力學研究在地效飛行器領(lǐng)域逐漸成為研究熱點,這種方法也為地效飛行器氣動布局和運動模型建立提供了數(shù)值參考。飛控系統(tǒng)作為地效飛行器的控制

2、核心,在整個飛行過程中負責信息采集、控制率解算、數(shù)據(jù)發(fā)送等任務(wù),設(shè)計一套適合地效飛行器特點的穩(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力學的主要研究方法,以及計算流體力學的原理和ANSYS FLUENT軟件。然后選取俄羅斯先進的“雌鷂”號地效飛行器為模型在CATIA中進行三維重建并導入ANSYS ICEM軟件中進行網(wǎng)格劃分,接著在ANSYS FLUENT軟件中對其機翼進行氣動參數(shù)計算。
　　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水陸兩用航模飛機作為實驗樣機,結(jié)合固定翼飛機飛控系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗和氣動分析所得相關(guān)參數(shù),設(shè)計無人地效飛行器飛控系統(tǒng)。
　　硬件設(shè)計上采用雙PSoC3組成的主協(xié)處理器構(gòu)架,分別負責飛行器控制和導航數(shù)據(jù)解算。同時對系統(tǒng)外部存儲區(qū)進行擴展,完成PSoC3最小系統(tǒng)、機載傳感器、組合測高模塊、伺服驅(qū)動模塊硬件設(shè)計。機載傳感器模塊包括捷聯(lián)慣導模塊、磁航向計模塊和GPS模塊。測高模塊包