高超声速伸缩翼变形飞行器轨迹多目标优化 被引量：11

1

作者 彭悟宇 杨涛 +2 位作者 王常悦 丰志伟 涂建秋 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期41-47,共7页

针对高超声速条件下变形技术的应用模式,对具有伸缩翼的组合式飞行器滑翔弹道进行了多目标优化研究。介绍了伸缩翼的变形模式,给出了不同变形状态下的气动特性;建立了三自由度滑翔轨迹动力学模型和伸缩翼前缘热流计算模型;采用MOEA/D多... 针对高超声速条件下变形技术的应用模式,对具有伸缩翼的组合式飞行器滑翔弹道进行了多目标优化研究。介绍了伸缩翼的变形模式,给出了不同变形状态下的气动特性;建立了三自由度滑翔轨迹动力学模型和伸缩翼前缘热流计算模型;采用MOEA/D多目标优化算法,以变形条件和飞行攻角为设计变量、以最大射程和最小翼前缘总吸热量为目标函数,进行了多目标优化计算。优化结果表明,MOEA/D计算得到了相对均匀分布的Pareto最优解集,将伸缩翼外形与无变形外形相比,飞行器滑翔段射程得到了显著提高,同时伸缩翼前缘总吸热量有明显的降低。 展开更多

关键词 变形飞行器 高超声速 伸缩翼 轨迹优化 多目标优化

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全速域可变形飞行器气动布局设计及试验研究 被引量：10

2

作者 焦子涵 付秋军 +3 位作者 邓帆 陈林 范宇 尘军 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期653-659,共7页

为了解决大空域、宽速域水平起降可重复使用飞行器的气动适应性问题,设计了一种满足高超声速巡航飞行性能的飞行器,为解决该种飞行器地面水平起飞和高速巡航飞行气动性能矛盾的问题,提出了两种变形布局方式——伸缩翼布局和翻转翼布局... 为了解决大空域、宽速域水平起降可重复使用飞行器的气动适应性问题,设计了一种满足高超声速巡航飞行性能的飞行器,为解决该种飞行器地面水平起飞和高速巡航飞行气动性能矛盾的问题,提出了两种变形布局方式——伸缩翼布局和翻转翼布局。通过数值手段比较分析了两种变形布局的低速气动特性,并通过风洞试验对其性能进行了验证。结果表明,在增加相同机翼面积时,伸缩翼在起飞状态增升效率为68%,同时阻力增加35%;翻转翼在起飞状态增升效率为42%,阻力增加15%;伸缩翼布局比翻转翼布局的起飞升力大16%,阻力大20%,伸缩翼布局具有明显的升力优势,说明亚声速状态增加机翼展弦比是增升的有效手段,但同时也带来阻力的增加;鸭翼具有显著的增升效果,起飞状态增升12.8%,同时阻力降低1.4%,纵向压心系数绝对值前移0.48%,有效缓解了起飞状态升力和纵向稳定性的问题。 展开更多

关键词 全速域 可变形飞行器 伸缩翼 翻转翼 鸭翼 气动布局

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伸缩翼变形机构设计与实验研究 被引量：7

3

作者 李智 董二宝 +1 位作者 许旻 杨杰 《机械与电子》 2013年第7期65-68,共4页

针对智能可变体飞行器中伸缩翼变形机构设计难题,提出了基于菱形结构的伸缩翼变形机构设计思路及其方案,并分析了变形机构的受力特点,进行了构件尺寸和形状优化。通过实验样机测试,验证了机构的稳定性与可靠性。实验结果表明,基于菱形... 针对智能可变体飞行器中伸缩翼变形机构设计难题,提出了基于菱形结构的伸缩翼变形机构设计思路及其方案,并分析了变形机构的受力特点,进行了构件尺寸和形状优化。通过实验样机测试,验证了机构的稳定性与可靠性。实验结果表明,基于菱形结构的伸缩翼变形机构能够实现翼展伸长率高达75%的大尺度外翼伸缩变形;而恒力弹簧的应用则进一步将两侧外翼伸缩的同步误差减小约50%,从而使外翼伸缩过程中的同步性能满足设计要求。 展开更多

关键词 可变体飞行器 伸缩翼 菱形机构 恒力弹簧 同步性能

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变体飞行器伸缩翼机构设计与仿真 被引量：1

4

作者 许泉 周丽 +4 位作者 徐胜利 陆丰玮 刘思禹 刘广 华洲 《空天防御》 2023年第2期35-42,共8页

变体飞行器在不同的飞行任务或者同一任务的不同任务阶段,通过改变其气动外形来达到最优化的飞行效能,是飞行器设计的一个重要发展方向。伸缩翼设计是飞行器重要的变形方案之一。为了提高变体飞行器伸缩翼面设计的准确性和开发效率,采... 变体飞行器在不同的飞行任务或者同一任务的不同任务阶段,通过改变其气动外形来达到最优化的飞行效能,是飞行器设计的一个重要发展方向。伸缩翼设计是飞行器重要的变形方案之一。为了提高变体飞行器伸缩翼面设计的准确性和开发效率,采用联合仿真方法来辅助设计受到越来越多的重视。其方法可以在设计阶段用于验证参数对伸缩翼性能的影响。利用机械动力学分析软件ADAMS和控制仿真软件Simulink,分别建立飞行器伸缩翼的机械动力学模型和控制器模型,对不同材料翼面的影响进行仿真验证。将仿真结果与试验数据进行对比,验证此方法的可行性,并为后续的结构优化设计提供基础。 展开更多

关键词 变体飞行器 伸缩翼 ADAMS软件 Simulink软件

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伸缩翼飞机纵向飞行动力学研究 被引量：3

5

作者 金栋平 赵文梅 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期468-472,497-498,共5页

研究了可变翼展飞机在变翼展过程中的气动特性及纵向飞行动响应。首先基于多刚体系统动力学方法建立了可伸缩机翼飞机的动力学模型,进而获得了纵向飞行动力学方程;然后分析了飞机质心、质量矩、惯性矩随翼展的变化规律;最后通过实时气... 研究了可变翼展飞机在变翼展过程中的气动特性及纵向飞行动响应。首先基于多刚体系统动力学方法建立了可伸缩机翼飞机的动力学模型,进而获得了纵向飞行动力学方程;然后分析了飞机质心、质量矩、惯性矩随翼展的变化规律;最后通过实时气动力计算和纵向飞行动力学方程联立求解,获得了不同翼展下的飞机升力、阻力、力矩及纵向飞行动响应。结果表明:在相同迎角条件下,大翼展飞机的升力性能与小翼展飞机的升力性能相比有较大的优势;未加控制时机翼收缩导致飞机阻力和升力减小,飞行速度增大;为维持变翼过程的稳定飞行,需要对俯仰运动施加控制。 展开更多

关键词 伸缩翼 纵向飞行 气动力 时变参数

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基于PID控制对伸缩翼飞行器变形时间的研究 被引量：1

6

作者 苏浩秦 包晓翔 +3 位作者 李新华 李平坤 曾立科 刘凯 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期10-12,16,共4页

伸缩翼飞行器随着飞行任务变化而相应的改变其外形,始终保持最优飞行状态,以达到在复杂飞行环境中执行多种任务的要求。文中首先建立伸缩翼无人机运动模型和变形过程的气动模型,随后采用根轨迹方法设计PID控制器,实现对飞行器的纵向控制... 伸缩翼飞行器随着飞行任务变化而相应的改变其外形,始终保持最优飞行状态,以达到在复杂飞行环境中执行多种任务的要求。文中首先建立伸缩翼无人机运动模型和变形过程的气动模型,随后采用根轨迹方法设计PID控制器,实现对飞行器的纵向控制,最后采用仿真方法研究飞行器伸缩翼的变形过程,通过对比选择最佳伸缩变形时间。 展开更多

关键词 变形飞行器 伸缩翼 PID控制 变形时间

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某型导弹伸缩翼展开可靠性评估 被引量：1

7

作者 朱星宏 李伟男 +1 位作者 耿小亮 黄益民 《航空工程进展》 CSCD 2021年第2期122-130,共9页

与固定翼相比,伸缩翼能够有效减少飞机弹仓的空间占用,但由于伸缩翼存在运动机构,其带来的可靠性下降成为不可忽视的问题。为探究新型机构的可靠度,本文从理论方面计算某型伸缩翼展开机构的定位可靠性;采用Adams对伸缩翼展开过程进行仿... 与固定翼相比,伸缩翼能够有效减少飞机弹仓的空间占用,但由于伸缩翼存在运动机构,其带来的可靠性下降成为不可忽视的问题。为探究新型机构的可靠度,本文从理论方面计算某型伸缩翼展开机构的定位可靠性;采用Adams对伸缩翼展开过程进行仿真,结合Adams/Insight模块计算在考虑摩擦力条件下的卡滞可靠性,并对伸缩翼卡滞失效原因进行分析。结果表明:异物的存在使伸缩翼的定位可靠性显著降低,适当增加上下翼弹簧的预载荷能够有效减小伸缩翼展开机构的卡滞失效,上下翼弹簧在上翼质心产生的附加力矩会降低伸缩翼的卡滞可靠性。 展开更多

关键词 机构可靠性 Adams/Insight 蒙特卡洛 伸缩翼 可靠性仿真

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可变形飞行器新概念升阻特性分析 被引量：7

8

作者 徐国武 白鹏 陈冰雁 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2013年第3期444-450,共7页

飞行器的变形方式可分为三大类:局部小变形、中等变形和大尺度变形。针对大尺度变形,提出了两种可变形概念:变前掠翼布局和可伸缩翼布局。通过数值方法计算分析了不同变形外形在不同马赫数下的升力、阻力和升阻特性,从中总结出适合于各... 飞行器的变形方式可分为三大类:局部小变形、中等变形和大尺度变形。针对大尺度变形,提出了两种可变形概念:变前掠翼布局和可伸缩翼布局。通过数值方法计算分析了不同变形外形在不同马赫数下的升力、阻力和升阻特性,从中总结出适合于各个速度段的能够获得最大升阻比的最佳变形方式。结果表明:大尺度变形能够显著改变飞行器的升阻特性,使可变形飞行器能适应较广范围飞行条件的变化,因而在全飞行周期中比传统的固定外形飞行器具有更优的性能。 展开更多

关键词 可变形 变前掠翼 可伸缩翼 升阻特性

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新型可倾转旋翼的四旋翼飞行器结构设计 被引量：4

9

作者 刘晓琳 韩婷 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2016年第3期61-64,共4页

在对四旋翼飞行器结构优化设计中针对可倾转旋翼的四旋翼飞行器飞行过程中出现的垂直起降速度慢和高空巡航距离短,稳定性受到扰动的问题,提出了倾转旋翼和伸缩翼膜相结合的飞行器结构。采用具有伸缩性能的主翼膜及其主传动机构,当飞行... 在对四旋翼飞行器结构优化设计中针对可倾转旋翼的四旋翼飞行器飞行过程中出现的垂直起降速度慢和高空巡航距离短,稳定性受到扰动的问题,提出了倾转旋翼和伸缩翼膜相结合的飞行器结构。采用具有伸缩性能的主翼膜及其主传动机构,当飞行器在垂直起降和高空巡航过程时,使主翼膜分别处于收缩和伸展状态,以减小气流扰动和提供部分升力。根据旋翼、机身和主翼膜的力学模型,分析了飞行器在不同飞行过程的受力情况,进行了飞行性能Matlab仿真。仿真结果表明:与传统四旋翼飞行器相比,具有伸缩翼膜的可倾转旋翼的四旋翼飞行器具备起降迅速、远程巡航的优点,具有较高的工程实践价值。 展开更多

关键词 可倾转旋翼的四旋翼飞行器 伸缩翼膜 传动机构 力学模型

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伸缩翼飞机变形飞行的建模与滑模变增益控制 被引量：3

10

作者 殷明 陆宇平 +1 位作者 姚克明 何真 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期2554-2560,共7页

研究了伸缩翼飞机变形飞行过程的动力学建模与鲁棒控制问题,以分析机翼变形对飞机性能的影响机理,并实现机翼变形时的平稳飞行。首先通过气动仿真分析构建了伸缩翼飞机气动参数与机翼变形的关联函数,进而建立了变形飞行的动力学模型。... 研究了伸缩翼飞机变形飞行过程的动力学建模与鲁棒控制问题,以分析机翼变形对飞机性能的影响机理,并实现机翼变形时的平稳飞行。首先通过气动仿真分析构建了伸缩翼飞机气动参数与机翼变形的关联函数,进而建立了变形飞行的动力学模型。在此基础上提出了一种新的滑模变增益控制(sliding mode gain-scheduled control,SMGSC)策略,更好地保证闭环系统的全局稳定和鲁棒性能。仿真结果表明,机翼伸缩能直接改变飞机的气动特性和运动模态;SMGSC能更好地保持伸缩翼飞机变形飞行时的状态稳定,并消除复合干扰的影响;伸缩翼飞机通过机翼变形可以减少50%的燃油消耗实现同样的飞行任务,具有重要的性能优势。 展开更多

关键词 伸缩翼飞机 变形飞行 动力学建模 滑模变增益控制 燃油消耗

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基于LQG控制的伸缩翼无人机仿真研究

11

作者 苏浩秦 包晓翔 +1 位作者 刘凯 李平坤 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期9-12,共4页

伸缩翼无人机能满足多种飞行任务需求,但当变形时,气动力与力矩过渡过程变化剧烈,需要一种鲁棒性较强的控制器来满足控制要求。文中采用LQG控制方法,能有效解决伸缩翼变形无人机的控制问题。文中首先对无人机仿射非线性模型进行线性化处... 伸缩翼无人机能满足多种飞行任务需求,但当变形时,气动力与力矩过渡过程变化剧烈,需要一种鲁棒性较强的控制器来满足控制要求。文中采用LQG控制方法,能有效解决伸缩翼变形无人机的控制问题。文中首先对无人机仿射非线性模型进行线性化处理,随后针对线性化模型设计了LQG控制器,最后针对机翼伸缩过程策略伸缩翼非线性模型进行仿真,明确了LQG控制器方法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 伸缩翼无人机 LQG控制 机翼伸缩策略 仿射非线性方程

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伸缩翼变体飞行器的动态气动特性研究 被引量：1

12

作者 郑发明 袁明川 魏德宸 《科技风》 2014年第5期116-116,共1页

变体飞行器可以在飞行中主动改变自身气动外形以在不同飞行环境中始终保持良好性能。本文针对一种伸缩翼结构变体飞行器模型进行了动态气动力测量,并采用烟线技术实时显示伸缩机翼区域流场。结果表明变体运动时飞行器气动特性存在着一... 变体飞行器可以在飞行中主动改变自身气动外形以在不同飞行环境中始终保持良好性能。本文针对一种伸缩翼结构变体飞行器模型进行了动态气动力测量,并采用烟线技术实时显示伸缩机翼区域流场。结果表明变体运动时飞行器气动特性存在着一定的非定常迟滞效应,且运动速度越大,迟滞效应越明显。出现这种非定常现象的原因是气体对模型运动的动态响应迟滞,随后进行的烟线试验证明了伸缩翼运动对翼尖涡瞬时结构具有显著影响。 展开更多

关键词 变体飞行器 伸缩翼 非定常气动特性 流场显示 翼尖涡

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伸缩弹翼巡航导弹气动外形优化研究 被引量：23

13

作者 王江华 谷良贤 龚春林 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2009年第6期37-40,共4页

基于一种伸缩弹翼改变巡航导弹外形的概念,提出超声速巡航与亚声速盘旋相结合的飞行任务,使用Missile Datcom作为气动计算的工具,分别对固定翼、两级伸缩翼和三级伸缩翼的外形参数进行了优化,使三种不同弹翼导弹完成相同飞行任务的燃料... 基于一种伸缩弹翼改变巡航导弹外形的概念,提出超声速巡航与亚声速盘旋相结合的飞行任务,使用Missile Datcom作为气动计算的工具,分别对固定翼、两级伸缩翼和三级伸缩翼的外形参数进行了优化,使三种不同弹翼导弹完成相同飞行任务的燃料消耗分别最小,优化方法选取遗传算法与模式搜索法相结合的混合优化策略。优化结果显示,两级、三级伸缩翼巡航导弹相对固定翼巡航导弹燃料消耗量分别减少7.8%和12%,表明伸缩弹翼有效提高了巡航导弹在整个飞行任务中的气动性能。 展开更多

关键词 伸缩弹翼 气动优化 遗传算法 MISSILE Datcom

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伸缩式升力翼导弹变形策略仿真研究 被引量：2

14

作者 肖国华 周国峰 +2 位作者 李富贵 涂建秋 王常悦 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2022年第4期70-75,共6页

将变形技术应用到导弹武器领域,利用变形机构实现水平翼面的快速重构,从而改变导弹的气动外形,实现全飞行剖面的外形优化。首先,提出从固定翼内部伸出弹翼的形式开展变形模式研究,经过优选确定采用两段式伸缩外形的变形模式。然后,对伸... 将变形技术应用到导弹武器领域,利用变形机构实现水平翼面的快速重构,从而改变导弹的气动外形,实现全飞行剖面的外形优化。首先,提出从固定翼内部伸出弹翼的形式开展变形模式研究,经过优选确定采用两段式伸缩外形的变形模式。然后,对伸缩翼伸出时的飞行马赫数及迎角开展优化设计,针对弹体头部配平后的升阻比特性进行分析,机动飞行段使用最佳升阻比所对应的马赫数及迎角。最后,建立弹道仿真模型进行循环仿真验证,结果表明,该方案可实现导弹全飞行剖面变形策略最优。 展开更多

关键词 弹道仿真 伸缩式升力翼 变形策略

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