检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：孟琳南京航空航天大学

学位级别：博士

扇翼飞行器是近期发展起来的低速大载荷飞行器。它通过在厚机翼前缘嵌入横流式风扇代替传统固定机翼,进行升力和推力的控制,其性能介于固定翼飞机和直升机之间——既拥有直升机的短距起降优势,又同时兼顾固定翼飞机的经济效益,使其在民... 详细信息

扇翼飞行器是近期发展起来的低速大载荷飞行器。它通过在厚机翼前缘嵌入横流式风扇代替传统固定机翼,进行升力和推力的控制,其性能介于固定翼飞机和直升机之间——既拥有直升机的短距起降优势,又同时兼顾固定翼飞机的经济效益,使其在民用和军用上获得很大的发展潜力,成为近年来飞行器领域新的研究热点。而国内对于扇翼飞行器的研究刚刚起步,大多停留在飞行器结构设计方面,很少提及控制系统的设计,相关的理论研究和工程应用有待进一步深入。因此,本文主要在分析扇翼飞行器气动特性和飞行性能的基础上,建立扇翼飞行器非线性模型,并进行舵面控制、扇翼转速控制两种PID控制方案的研究,以及基于不确定干扰估计器(UDE)的控制方案研究。本文的工作对改善扇翼飞行器的飞行性能,以及飞行器的未来发展均具有重要意义。首先,建立了扇翼飞行器起飞段和空中飞行段的非线性数学模型,并进行了扇翼飞行器的特性分析。指出其与常规固定翼飞机的共性点和不同,并在此基础上,着重分析了扇翼转动产生力与力矩的影响。通过数值仿真,对比分析了扇翼飞行器各因素在加入控制律前和加入控制律后对其短距起飞性能的影响,指出良好的起飞性能需要几个因素的配合设置,为扇翼飞行器结构设计和飞行控制提供指导。其次,受推力矢量技术在飞行控制中成功应用的影响,本文在分析扇翼飞行器特性的基础上,提出扇翼转速控制系统。从空中飞行段控制系统的设计出发,分别进行了扇翼飞行器纵向控制系统和横侧向控制系统的气动舵面控制和扇翼转速控制设计,其中纵向控制系统为本文重点研究内容。通过两种控制方案的对比分析,指出扇翼转速代替气动舵面完成扇翼飞行器空中飞行段控制的可行性,以及放大扇翼转动产生的附加低头力矩对纵向扇翼转速控制系统设计的影响。然后,针对扇翼飞行器可以保持大姿态角飞行的特点,完成了飞行器起飞段和着陆段纵向控制方案的设计。并提出升降舵控制和扇翼转速控制的纵向组合控制方案,解决了纵向高度和姿态控制强耦合的问题。同时为了实现俯仰姿态的稳定控制,提出了一种基于俯仰角速率指令内回路的控制方案。并在此基础上将UDE控制方法应用到扇翼飞行器纵向控制系统中,提出带宽参数化的鲁棒姿态控制结构以及参数整定方法,通过性能对比分析,最终仿真验证UDE控制方法比组合控制具有更为优越的纵向姿态控制性能。最后,在MATLAB仿真平台下实现了扇翼飞行器的非线性仿真。通过多种模态仿真,实现了在气动舵面出现故障时,基于扇翼转速控制的应急飞行控制系统对飞行器的稳定控制,并验证了所设计的两种PID控制方案自主跟踪航迹的飞行能力。

关键词：扇翼飞行器短距起飞扇翼转速控制组合控制不确定干扰估计器

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扇翼飞行器短距起飞性能

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哈尔滨工业大学学报 2017年第4期49卷 95-100页

作者：孟琳叶永强南京航空航天大学自动化学院南京211106

为验证扇翼飞行器超短距起飞特性及大载荷特性.以某型6 kg级扇翼飞行器为研究对象,在分析其结构特点和飞行原理的基础上,根据该飞行器在地面与空中的受力情况,建立了扇翼飞行器的纵向模型,使地面滑跑段与空中段有效衔接,并通过数值仿真... 详细信息

为验证扇翼飞行器超短距起飞特性及大载荷特性.以某型6 kg级扇翼飞行器为研究对象,在分析其结构特点和飞行原理的基础上,根据该飞行器在地面与空中的受力情况,建立了扇翼飞行器的纵向模型,使地面滑跑段与空中段有效衔接,并通过数值仿真,对比分析了升降舵偏转量、重心位置、扇翼转速以及载荷量对扇翼飞行器起飞滑跑距离的影响.仿真结果表明:空载时起飞滑跑距离最短;在起飞过程中需要保持升降舵上偏最大角度;重心位置越靠近扇翼力作用点,起飞滑跑距离越短;在这些因素固定的情况下配合适当扇翼转速,最终获得该样机不到9 m的最短起飞滑跑距离.通过对比分析,良好的起飞性能需要几个因素的配合设置.

关键词：扇翼飞行器短距起降大载荷飞行原理纵向建模

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扇翼飞行器气动特性优化设计

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空气动力学学报 2017年第6期35卷 879-882,892页

作者：李仁凤乐贵高马大为陈帅南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 中国电子科技集团第二十七研究所河南郑州450047

采用多目标优化和数值模拟结合的方法对扇翼飞行器气动特性进行了优化研究。CFD计算结果与文献结果对比,验证了数值方法的可靠性。计算得到多结构参数影响下扇翼飞行器高升力、低阻力的优化结构参数和主要影响因素。研究结果表明,建立... 详细信息

采用多目标优化和数值模拟结合的方法对扇翼飞行器气动特性进行了优化研究。CFD计算结果与文献结果对比,验证了数值方法的可靠性。计算得到多结构参数影响下扇翼飞行器高升力、低阻力的优化结构参数和主要影响因素。研究结果表明,建立的近似数学模型和优化结果精度较高,满足工程需要。优化后,扇翼飞行器的升力和推力较大,飞行器气动特性得到显著改善。

关键词：扇翼飞行器气动特性优化设计多岛遗传算法

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扇翼飞行器的研究进展与应用前景

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神州 2018年第5期 272-272页

作者：许景茹

近些年来,随着科技水平的不断提高,飞机的发展也极为迅速,新型飞机也逐步取代传统飞机,不过利用高科技新原理制造的飞机类型不是很多.然而我国现阶段对飞行器的研究才处于初步阶段,供我们可借鉴学习的资料不是很多.就目前为止,一种新原... 详细信息

近些年来,随着科技水平的不断提高,飞机的发展也极为迅速,新型飞机也逐步取代传统飞机,不过利用高科技新原理制造的飞机类型不是很多.然而我国现阶段对飞行器的研究才处于初步阶段,供我们可借鉴学习的资料不是很多.就目前为止,一种新原理飞行器--扇翼飞行器逐渐发展起来,它的不同点在于全新的机翼类型,扇翼比起之前的固定翼和旋翼已经有了很大的进步.本刊主要通过扇翼飞行器概念的提出、扇翼飞行器的飞行原理、我国现阶段的对扇翼飞行器的研究状况、扇翼飞行器的应用前景与分析等四部分对扇翼飞行器展开了总结研究和细致化分析.

关键词：扇翼飞行器应用前景低速飞行器飞行原理

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扇翼飞行器的研究进展与应用前景

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航空学报 2015年第8期36卷 2651-2661页

作者：孟琳叶永强李楠南京航空航天大学自动化学院南京210016

随着科学技术的迅猛发展,飞机无论在构型还是性能方面都获得了飞速发展,但是新原理飞机的研制却进展不大。扇翼飞行器是近期发展起来的低速大载荷新型飞行器,它是不同于现有固定翼、旋翼飞行器的新构型、新原理飞行器。而国内对于该飞... 详细信息

随着科学技术的迅猛发展,飞机无论在构型还是性能方面都获得了飞速发展,但是新原理飞机的研制却进展不大。扇翼飞行器是近期发展起来的低速大载荷新型飞行器,它是不同于现有固定翼、旋翼飞行器的新构型、新原理飞行器。而国内对于该飞行器的研究才刚刚起步,可参考的文献资料很少。因此,本文通过国内外扇翼飞行器发展状况的研究,对扇翼飞行器研究进展进行总结分析。首先介绍了扇翼飞行器的飞行原理;其次系统地回顾了扇翼飞行器的提出,并总结了其在国内外研究的进展情况;接着根据扇翼飞行器近期的发展动态,对该飞行器的应用前景作出分析;最后总结了扇翼飞行器发展中亟待解决的关键技术,以及其未来发展的难点和趋势。

关键词：扇翼飞行器横流式风扇飞行原理关键技术军用民用

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一种两轴和四轴扇翼飞行器的设计

引用

科技风 2017年第13期 11-11页

作者：林超希张文宇马超中国民航大学航空工程学院天津300300

飞行器的发展,一是追求经济性和高效性,这是固定翼飞机的特长;二是追求垂直起降,不需要起降跑道,低空低速性能好,这是直升机的特长。固定翼要求较长的起飞距离,低空低速升力系数差,不适合起降困难地区的使用;直升机整体构造和使用复杂,... 详细信息

飞行器的发展,一是追求经济性和高效性,这是固定翼飞机的特长;二是追求垂直起降,不需要起降跑道,低空低速性能好,这是直升机的特长。固定翼要求较长的起飞距离,低空低速升力系数差,不适合起降困难地区的使用;直升机整体构造和使用复杂,航程距离短,有效载荷低。该设计对扇翼多轴飞行器进行了从气动分析到设计,再到优化最后进行制作与验证性试飞,这一系列工作难度较大。这一飞行器属于新概念飞行器,从未投入实际运用,可参考资料相对较少,但是具有现有飞行器所不具有的优势。飞行器具有很大的研究价值,应用前景广阔。近年来,国内外正在探索一种新概念扇翼飞行器,它是介于直升机和固定翼飞机之间的一种大载荷低速飞行器,由于扇翼飞行器结构和操控简单,具有高飞行效率、高载荷、低噪声和短距起降等优点,使其具有很大的发展优势,成为近年来飞行器领域新的研究热点[1]。

关键词：扇翼飞行器横流风扇短距起降

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微型扇翼飞行器绕翼型流动的数值分析和实验研究

微型扇翼飞行器绕翼型流动的数值分析和实验研究

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作者：吴建军华东理工大学

学位级别：硕士

微型扇翼飞行器的工作原理独特,是一种具有优良的低速气动性能的新型飞行器。这种飞行器将横流风扇安装在固定机翼的半圆形凹槽内,通过在横流风扇内部形成偏心涡,来提高升力同时产生推力。本文通计算流体力学方法研究了扇翼飞行器二维... 详细信息

微型扇翼飞行器的工作原理独特,是一种具有优良的低速气动性能的新型飞行器。这种飞行器将横流风扇安装在固定机翼的半圆形凹槽内,通过在横流风扇内部形成偏心涡,来提高升力同时产生推力。本文通计算流体力学方法研究了扇翼飞行器二维翼型的绕流特性,在单一控制变量的基础上进行了双控制变量研究,探索优化扇翼气动性能的方法,并通过实验验证数值计算的可靠性。本文在二维非结构网格流动模型的基础上,采用基于SIMPLE算法的压力求解器,通过Realizable k-ε湍流模型结合增强壁面函数的方法预测扇翼的绕流流动。研究了扇翼绕流特性随风扇转速、来流速度、固定机翼的前缘开口角、固定机翼的后缘包角和固定机翼的长度五个单一控制变量的变化；在此基础上,研究了风扇转速和来流速度的匹配关系、风扇转速对前缘开口角取值的影响、固定机翼长度和后缘包角的匹配关系,证明合理的扇翼参数匹配可以获得更好的升力性能和推力性能。

关键词：扇翼飞行器横流风扇偏心涡气动性能计算流体力学

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扇翼飞行器翼型附面层控制方法研究

扇翼飞行器翼型附面层控制方法研究

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中国力学大会-2015

作者：芦志明李征宇唐正飞南京航空航天大学直升机旋翼动力学国防科技重点实验室南京航空航天大学航空宇航学院

基于该翼型特殊的几何形状及流场特性,通过在原有翼型的弧形槽下方和后缘加装控制阀门,调节阀门开启及开启尺寸的大小,以利用弧形槽低压涡所产生的吸力对翼型后缘的附面层进行一定的控制,达到增升减阻的效果。通过采用计算流体力学的方... 详细信息

基于该翼型特殊的几何形状及流场特性,通过在原有翼型的弧形槽下方和后缘加装控制阀门,调节阀门开启及开启尺寸的大小,以利用弧形槽低压涡所产生的吸力对翼型后缘的附面层进行一定的控制,达到增升减阻的效果。通过采用计算流体力学的方法对其机理及阀门开启尺寸的影响进行了详细分析和研究。

关键词：附面层控制扇翼飞行器

来源：评论

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扇翼飞行器的研究进展与应用前景

扇翼飞行器的研究进展与应用前景

引用

《航空学报》创刊50周年学术论坛

作者：孟琳叶永强李楠南京航空航天大学自动化学院南京 210016

随着科学技术的迅猛发展,飞机无论在构型还是性能方面都获得了飞速发展,但是新原理飞机的研制却进展不大.扇翼飞行器是近期发展起来的低速大载荷新型飞行器,它是不同于现有固定翼、旋翼飞行器的新构型、新原理飞行器.而国内对于该飞行... 详细信息

随着科学技术的迅猛发展,飞机无论在构型还是性能方面都获得了飞速发展,但是新原理飞机的研制却进展不大.扇翼飞行器是近期发展起来的低速大载荷新型飞行器,它是不同于现有固定翼、旋翼飞行器的新构型、新原理飞行器.而国内对于该飞行器的研究才刚刚起步,可参考的文献资料很少.因此,本文通过国内外扇翼飞行器发展状况的研究,对扇翼飞行器研究进展进行总结分析.首先介绍了扇翼飞行器的飞行原理;其次系统地回顾了扇翼飞行器的提出,并总结了其在国内外研究的进展情况;接着根据扇翼飞行器近期的发展动态,对该飞行器的应用前景作出分析;最后总结了扇翼飞行器发展中亟待解决的关键技术,以及其未来发展的难点和趋势.

关键词：航空工程扇翼飞行器飞行原理飞行性能技术指标

来源：评论

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扇翼飞行器飞行控制系统研究

扇翼飞行器飞行控制系统研究

引用

作者：陈滔南京航空航天大学

学位级别：硕士

扇翼飞行器是近年来发展起来的一种低速大载荷新型飞行器,它具有短距起降、大迎角不失速、操纵控制简单、低速飞行稳定性和安全性好、有效载荷大以及低噪音等优点,其性能介于固定翼飞机和直升机之间。扇翼机的优异性能使其成为航空领域... 详细信息

扇翼飞行器是近年来发展起来的一种低速大载荷新型飞行器,它具有短距起降、大迎角不失速、操纵控制简单、低速飞行稳定性和安全性好、有效载荷大以及低噪音等优点,其性能介于固定翼飞机和直升机之间。扇翼机的优异性能使其成为航空领域的一个研究热点,它在军事和民用领域有着广阔的应用前景。扇翼飞行器有着很多优点,但由于发明不久,对它的许多研究还处于起步阶段,需要在各方面做很多系统化的深入研究,以获得高性能高效率高可靠性和安全性的扇翼飞行器。因此,建立扇翼飞机的数学模型及设计其飞行控制规律,对于扇翼飞机飞行品质的改善和扇翼机的发展有着很重要的意义。本文以样例扇翼飞机为研究对象,首先介绍了扇翼飞行器的结构和组成,分析了扇翼飞机的增升原理及其特点,根据扇翼飞机的气动数据以及风扇的推力数据估算扇翼机在给定条件下的总体性能。其次,根据刚体飞行器运动的有关假设,在MATLAB/Simulink环境下建立扇翼飞机的六自由度数学模型,并将其改成为C语言,验证两种语言所写模型的一致性,以便于适合实时仿真的计算需求。在扇翼飞机非线性模型建立的基础上,根据配平计算和小扰动原理对其模型进行线性化,并对飞行器进行特性分析,为下一步控制律设计奠定基础。再次,根据扇翼飞机的特点和提高其飞行品质的要求,用经典控制理论的方法,来设计扇翼飞机的控制律。采用根轨迹方法设计扇翼飞行器纵向和横侧向控制律,确定控制参数。最后,通过全过程仿真验证所设计的控制律的合理性,本文对飞行器其他工作点进行验证,证明了所设计的控制律具有一定的鲁棒性。

关键词：扇翼飞行器六自由度模型飞行控制律全过程仿真鲁棒性验证

来源：评论

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