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无人机总体与起飞性能匹配性设计优化

2013-07-25曲建清宋辉

飞行力学 2013年3期

曲建清,宋辉

(成都飞机设计研究所10部,四川成都 610091)

0 引言

目前,国内外设计研究的常规布局的飞机大部分都具有较大的推重比,加速能力较强,即便是大迎角下的起飞速度也大于抬前轮速度,因而对总体参数与起飞性能之间的关联性未能充分考虑[1-2]。而对于小推重比的低速飞机而言,其总体参数的选取直接决定了起飞性能的优劣。

本文研究的无人机为一种大展弦比、高升翼型、轮式起降的常规布局无人机,后机身配置一台活塞式螺旋桨发动机,推力线在机体中轴线上方。该无人机起飞推重比小、速度低,因而在起飞阶段表现出舵面操纵效率较低、加速能力不足、爬升剩余推力有限等动力学和运动学特性,这些特性还表现出对部分总体参数的高度敏感性。在总体方案设计时,若未能充分考虑到部分参数与起飞性能之间的匹配关系,可能会恶化起飞性能,影响起飞飞行品质。

为了量化该无人机总体参数和起飞性能之间的关联程度,提出了具体的设计和评估方法,并对两组无人机总体参数对应的前轮载荷、抬前轮特性和起飞性能等进行了对比和分析,进而为总体设计优化和起飞控制策略提供权衡依据。

1 总体设计方案

根据不同的设计需求,制定了两种平台设计方案。两种方案的气动布局、总体布置和几何参数基本保持一致,其主要区别在于重心站位、前主轮距、主轮站位和停机角等总体参数有所不同,如表1所示。

表……

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