无人机基础模型设计与参数研究
1 飞行状态与设计模型
大部分飞行状态处于“首次飞行状态”区域,即攻角α ≤ αopt = 5°(对应最大升阻比Kmax)。在攻角达到8°时,第二次迭代(SolidWorks Flow Simulation)的升力系数cy(α)处于空气动力学实验的误差范围内。因此,第二次迭代的设计模型可用于解决以下主要任务:
- 迭代设计推进系统(PP)的气路通道;
- 对飞行器(AV)模型在首次飞行状态下的空气动力学特性(ADC)进行预测研究,并模拟PP的工作情况。
涡旋系统产生的气流对进气道的布置有显著影响,进而影响PP在大攻角下的稳定运行。在SolidWorks Flow Simulation环境中,可实现对气流形态的高质量显示,但考虑到计算时间,在预定时间内获取积分特性既不合理也不可行。在完全确定设计模型后,预计在ANSYS FLUENT环境中对激活PP的整体模型的ADC进行检查和最终计算。
2 无人机主要质量 - 尺寸和能量参数的确定
2.1 无人机发射重量的初步估算
无人机发射重量的初步估算基于飞机的存在方程,以有效载荷质量为基础:
[m_0^I = \frac{m_p}{1 - \overline{m}d - \overline{m}_f - \overline{m}{ps} - \overline{m}{acs} - \overline{m}{rs}}]
其中:
- (m_p):有效载荷质量(设为10 kg);
- (\overline{m}d):飞行器机身设计的相对质量;