無人機(jī)編隊(duì)中的氣動(dòng)耦合問題研究.pdf

1、本文發(fā)展了一種研究無人機(jī)緊密編隊(duì)飛行中氣動(dòng)耦合問題的新方法，并可以將其溶入到飛機(jī)六自由度運(yùn)動(dòng)分析中。利用基于Biot-Savart定律的修正的馬蹄渦模型(ModifiedHorseshoeVortexModel，MHVM)可以將長(zhǎng)機(jī)的翼尖渦在僚機(jī)上產(chǎn)生的誘導(dǎo)速度寫成兩機(jī)之間相對(duì)距離和相對(duì)方位的函數(shù)。由于長(zhǎng)機(jī)翼尖渦誘導(dǎo)產(chǎn)生的風(fēng)場(chǎng)和風(fēng)梯度是非均勻的，所以采用一種加權(quán)平均的方法將非均勻的風(fēng)場(chǎng)和風(fēng)梯度近似成作用在僚機(jī)質(zhì)心上的有效風(fēng)分量與風(fēng)梯度。

2、然后就可以將有效風(fēng)分量與風(fēng)梯度引入到標(biāo)準(zhǔn)的六自由度飛機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)非線性方程組中計(jì)算出長(zhǎng)機(jī)翼尖渦對(duì)僚機(jī)動(dòng)力學(xué)的影響。 本文發(fā)展的模型可以適應(yīng)不同類型的長(zhǎng)機(jī)和僚機(jī)，以及各種主要的飛機(jī)幾何參數(shù)如機(jī)翼后掠角，機(jī)翼上(下)反角以及飛機(jī)質(zhì)心與機(jī)翼的氣動(dòng)中心之間的相對(duì)距離等。在估算緊密編隊(duì)飛行中長(zhǎng)機(jī)翼尖渦對(duì)僚機(jī)的影響時(shí)，在所用到渦模型中也考慮了由空氣粘性引起的渦流隨時(shí)間的衰減效應(yīng)。 通過將本方法計(jì)算的力系數(shù)和力矩系數(shù)與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)