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柔性翼微型飞行器试验样机研究 被引量:3
1
作者 刘斌 宋笔锋 李为吉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期699-702,共4页
柔性翼微型飞行器是目前微型飞行器的重要发展方向 ,但是在总体、气动分析与实验等方面面临较大困难。通过对柔性翼微型飞行器试验样机的研制试飞和相关气动分析与试验 ,研究了解决柔性翼微型飞行器的气动性能、飞行性能与操纵稳定性的... 柔性翼微型飞行器是目前微型飞行器的重要发展方向 ,但是在总体、气动分析与实验等方面面临较大困难。通过对柔性翼微型飞行器试验样机的研制试飞和相关气动分析与试验 ,研究了解决柔性翼微型飞行器的气动性能、飞行性能与操纵稳定性的思路与方法。试验样机的研制试飞与相关风洞试验表明柔性翼微型飞行器具有飞行稳定 ,操纵反应适当和失速特性好等优点。 展开更多
关键词 微型飞行器 柔性 试验样机 风洞试验 试飞
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柔性翼微型飞行器气动特性的实验研究 被引量:10
2
作者 张福星 朱荣 周兆英 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1440-1446,共7页
柔性翼有望提高微型飞行器(MAV)的抗风能力。为进一步了解柔性翼的气动性能,建立MAV数学模型,并为飞行仿真和飞行控制设计做准备,在低雷诺数风洞中对柔性翼微型飞行器进行了风洞试验,同时采用翼型、机翼平面形状和尺寸大小均相同的刚性... 柔性翼有望提高微型飞行器(MAV)的抗风能力。为进一步了解柔性翼的气动性能,建立MAV数学模型,并为飞行仿真和飞行控制设计做准备,在低雷诺数风洞中对柔性翼微型飞行器进行了风洞试验,同时采用翼型、机翼平面形状和尺寸大小均相同的刚性翼进行了风洞对比试验。对比结果表明:柔性翼相比于对应的刚性翼,失速迎角较大;柔性翼的最大升力系数较大,但是柔性翼的变形在提高升力的同时也增大了阻力,升阻比的情况较为复杂;在较低雷诺数情况下,柔性翼的纵向静稳定性略优于刚性翼;柔性翼的长周期和短周期模态的衰减特性和阻尼特性略优于刚性翼。 展开更多
关键词 柔性 气动特性 风洞试验 低雷诺数 升阻特性
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膜扑翼飞行器的变形研究 被引量:4
3
作者 余春锦 昂海松 +2 位作者 衣克洪 彭云 付莹贞 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期935-941,共7页
最近昆虫翼的变形成了研究热点,而扑翼飞行器的变形力学研究却几乎无人问津。然而,无论昆虫、鸟类还是扑翼飞行器在飞行时,翼的变形都是存在的,要精确计算翼扑动产生的气动力,必须考虑其变形。本文比较了导致变形产生的膜扑翼飞行器的... 最近昆虫翼的变形成了研究热点,而扑翼飞行器的变形力学研究却几乎无人问津。然而,无论昆虫、鸟类还是扑翼飞行器在飞行时,翼的变形都是存在的,要精确计算翼扑动产生的气动力,必须考虑其变形。本文比较了导致变形产生的膜扑翼飞行器的惯性力和气动力在一个周期中的变化情况,发现它们的峰值比值为2左右,然后提出了在随体坐标系中的固支边界条件,采用有限元法计算了惯性力和气动力分别对变形的影响,发现扑翼飞行器的气动力对变形的影响是不可忽略的重要因素,而惯性力与气动力的合力引起的最大正变形发生在下扑初始阶段,最大负变形发生在上扑初始阶段。本文为扑翼飞行器的设计提供了力学分析基础。 展开更多
关键词 飞行器 被动变形 柔性 有限元
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柔性膜微型扑翼飞行器气动力的数值研究 被引量:5
4
作者 余春锦 昂海松 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1305-1310,共6页
采用数值法计算了膜扑翼飞行器的气动力,并与实验结果进行了对比.将惯性力和刚性扑翼产生的气动力作为原始载荷,采用有限元法计算了膜扑翼的变形,分析了此变形引起的气动力的变化.与实验结果的对照表明,该计算结果有较好的可靠性.与刚... 采用数值法计算了膜扑翼飞行器的气动力,并与实验结果进行了对比.将惯性力和刚性扑翼产生的气动力作为原始载荷,采用有限元法计算了膜扑翼的变形,分析了此变形引起的气动力的变化.与实验结果的对照表明,该计算结果有较好的可靠性.与刚性扑翼相比,膜扑翼对升力的影响不大,但是大大地增大了推力的正峰值,使得推力有较大的增加,从而改善了扑翼飞行器的气动性能. 展开更多
关键词 航空航天推进系统 柔性 气动力 飞行器
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基于CFD/CSD方法的蜻蜓柔性翼气动特性分析 被引量:5
5
作者 孟令兵 昂海松 肖天航 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2063-2069,共7页
给出了一种基于计算流体力学/计算结构力学(CFD/CSD)的双向流固耦合方法.通过交替数字二叉树(ADT)搜索技术识别流固网格之间的宿主-受体关系.采用局部插值算法完成两套网格系统之间的数据交换,并使用Delaunay图映射方法来完成气动网格... 给出了一种基于计算流体力学/计算结构力学(CFD/CSD)的双向流固耦合方法.通过交替数字二叉树(ADT)搜索技术识别流固网格之间的宿主-受体关系.采用局部插值算法完成两套网格系统之间的数据交换,并使用Delaunay图映射方法来完成气动网格的移动.将自编的非线性结构有限元程序、接口程序与南京航空航天大学(NUAA)微型飞行器中心的流体计算程序3D2MUFS相连接,应用于蜻蜓柔性翼拍动飞行的气动计算中.计算结果表明:柔性变形使得蜻蜓翼的时均举力系数从0.31提高到0.53,时均推力系数从0.07提高到0.13,证实了柔性变形能改善扑翼的气动性能. 展开更多
关键词 流固耦合 蜻蜓 柔性 平板壳单元
原文传递
螺旋桨推进式柔性翼飞机操稳特性研究与试飞 被引量:5
6
作者 吴大卫 吴征 +1 位作者 张兰丁 邓彦敏 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期726-732,共7页
采用柔性翼面的小型飞行器在通用航空器和特种飞行器领域得到了较广泛的应用。由于此类飞行器往往采用蒙皮为可变形柔性织物的高置上单翼以及推进式螺旋桨,其特殊的升阻特性、总体布局和动力影响使得其飞行动力学具有很大特殊性。结合... 采用柔性翼面的小型飞行器在通用航空器和特种飞行器领域得到了较广泛的应用。由于此类飞行器往往采用蒙皮为可变形柔性织物的高置上单翼以及推进式螺旋桨,其特殊的升阻特性、总体布局和动力影响使得其飞行动力学具有很大特殊性。结合气动力估算、风洞实验和飞行实验结果,在此类飞机的纵、横航向操纵性与稳定性方面得出了有别于传统飞机的一些结论,并给出了有关物理解释;提供了适合此类飞机的飞行动力学建模方法和一系列有别于传统飞机的设计参数取值范围。 展开更多
关键词 柔性 动力影响 气动力估算 风洞实验 飞行实验 操纵性 稳定性
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微型固定翼飞行器的最新发展动态研究 被引量:4
7
作者 刘亚威 黄俊 《航空兵器》 2008年第1期12-16,共5页
微型飞行器(MAV)是一种融入微机电系统(MEMS)等多种先进技术的微尺寸、微质量的飞行器,分为固定翼、旋翼和扑翼,其中固定翼最为成熟。研究了国内外固定翼微型飞行器的最新成果,指出了三项技术难点:低雷诺数空气动力学问题、微型的能源... 微型飞行器(MAV)是一种融入微机电系统(MEMS)等多种先进技术的微尺寸、微质量的飞行器,分为固定翼、旋翼和扑翼,其中固定翼最为成熟。研究了国内外固定翼微型飞行器的最新成果,指出了三项技术难点:低雷诺数空气动力学问题、微型的能源与动力装置问题、飞行控制与导航系统的问题,并给出了解决途径。分析了固定翼飞行器未来的四个发展趋势:柔性机翼和主动变形机翼,多功能和多样性翼身结构,MEMS系统集成和微控制,多学科优化设计。 展开更多
关键词 微型飞行器 固定 柔性 多功能结构 微机电系统
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扑翼柔性变形对悬停气动特性影响的数值研究 被引量:5
8
作者 张兴伟 周超英 谢鹏 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期115-119,共5页
为研究扑动飞行器悬停时扑翼的变形给气动力及周围流场带来的影响,通过求解二维Navier-Stokes方程,分析了扑翼气动力及其周围流场结构随扑翼柔性变形的变化规律.结果显示,当扑翼在悬停扑动时,适当的柔性变形可以提高升力,增大升阻比,有... 为研究扑动飞行器悬停时扑翼的变形给气动力及周围流场带来的影响,通过求解二维Navier-Stokes方程,分析了扑翼气动力及其周围流场结构随扑翼柔性变形的变化规律.结果显示,当扑翼在悬停扑动时,适当的柔性变形可以提高升力,增大升阻比,有效地改善气动特性.但是,过度的柔性变形会使扑翼的气动特性恶化,升力和升阻比随着过度的变形而减小. 展开更多
关键词 柔性 悬停 气动特性 数值计算
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扑旋柔性翼飞行器驱动机构的设计及动力学建模 被引量:4
9
作者 王正杰 段晖 +1 位作者 范宁军 李萌萌 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1261-1264,1304,共5页
为解决传统旋翼飞行器在结构上需要尾梁、尾桨等来平衡扭矩装置所带来的飞行器结构复杂,升力与自身重量之比低,飞行性能不突出等问题,提出了一种扑旋翼结构设计方法,以及利用此方法设计的微小型扑旋翼飞行器.采用电磁铁吸合驱动装置,通... 为解决传统旋翼飞行器在结构上需要尾梁、尾桨等来平衡扭矩装置所带来的飞行器结构复杂,升力与自身重量之比低,飞行性能不突出等问题,提出了一种扑旋翼结构设计方法,以及利用此方法设计的微小型扑旋翼飞行器.采用电磁铁吸合驱动装置,通过电流方向控制电路实现电流规律正反向变化,从而产生交变电磁力驱动扑翼扑动.同时分析这种扑翼结构的特性,建立扑旋翼机构的结构模型,并应用拉格朗日方程分析建立扑旋翼驱动装置的动力学模型.仿真实验结果表明,采用某一频率的交变电磁力时机翼会产生共振现象,在同等作用力下机翼的扑动角会有一定的增大. 展开更多
关键词 拉格朗日方程 电磁驱动 柔性 扑旋飞行器
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空间站复合材料收紧装置刚度及静力试验分析
10
作者 王梓桥 周秀燕 +5 位作者 许文彬 汤亮 刘甲秋 朱楠 杨永生 刘芳芳 《上海航天(中英文)》 CSCD 2023年第6期144-151,共8页
针对空间站柔性翼在展开及收拢状态,通过地面结构试验,对复合材料收紧装置试验件刚度及强度进行试验摸底。对试验项目进行设计,分别对面外刚度、面内刚度、0°工况强度、90°工况强度6个工况条件进行测试,获取了复合材料收紧装... 针对空间站柔性翼在展开及收拢状态,通过地面结构试验,对复合材料收紧装置试验件刚度及强度进行试验摸底。对试验项目进行设计,分别对面外刚度、面内刚度、0°工况强度、90°工况强度6个工况条件进行测试,获取了复合材料收紧装置试验件的刚度、强度数据。通过强度试验可知,Y向位移最大,X方向位移最小,且理论与实际偏差小于12%,证明复合材料收紧装置理论预测方法有效,可以为后续复合材料收紧装置结构优化及工艺制造提供有效理论支撑。 展开更多
关键词 复合材料 收紧装置 空间站 柔性 静力试验
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柔性翼微型飞行器水平阵风响应特性实验研究 被引量:4
11
作者 史志伟 刘志强 丁超 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1-5,共5页
设计研制了一种飞翼布局的柔性翼和刚性翼微型飞行器,并在风洞中研究了两种微型飞行器在定常风和水平阵风作用下的气动特性,给出了柔性翼和刚性翼微型飞行器气动特性的差别。研究结果表明:不论是在定常风情况下,还是在水平阵风环境下,... 设计研制了一种飞翼布局的柔性翼和刚性翼微型飞行器,并在风洞中研究了两种微型飞行器在定常风和水平阵风作用下的气动特性,给出了柔性翼和刚性翼微型飞行器气动特性的差别。研究结果表明:不论是在定常风情况下,还是在水平阵风环境下,柔性翼的气动特性要优于刚性翼结构,柔性翼具有延迟失速和缓和阵风影响的能力,有利于稳定飞行。PIV测量结果表明:由于柔性翼的变形使刚性翼和柔性翼翼面上的流态不同,从而使微型飞行器的气动特性发生改变。 展开更多
关键词 微型飞行器(MAV) 柔性 水平阵风 气动特性
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水下滑翔机水平固定翼设计 被引量:4
12
作者 赵宝强 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第1期103-107,共5页
水下滑翔机以其低功耗、低成本和低噪声等优势在海洋科研、环境监测、资源探测和军事侦察等领域具有广阔的应用前景,水下滑翔机主要用于海洋环境长时间、大范围的实时监测,因此要求其具有优良的水动力性能。文章利用Javafoil程序总结了... 水下滑翔机以其低功耗、低成本和低噪声等优势在海洋科研、环境监测、资源探测和军事侦察等领域具有广阔的应用前景,水下滑翔机主要用于海洋环境长时间、大范围的实时监测,因此要求其具有优良的水动力性能。文章利用Javafoil程序总结了水下滑翔机水平固定平板翼升阻比与翼型参数之间的特征关系,并基于该关系在综合考虑升阻比和俯仰力矩两方面因素后确定了水下滑翔机水平固定平板翼的参数。此外为改善水下滑翔机稳定性,分析和设计了柔性机翼,对水下滑翔机水平固定翼的设计具有一定指导和借鉴意义。 展开更多
关键词 水下滑翔机 水平固定 柔性
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波翼相位差对柔性翼水动力性能的影响 被引量:3
13
作者 刘鹏 苏玉民 李宁宇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期313-319,共7页
以仿生推进系统利用波浪能为背景,研究了波翼相位差对规则波下近波面二维柔性拍动翼的推进性能的影响。采用求解RANS方程的方法,计算了不同波翼相位差下柔性翼的水动力性能,并与无波情况下及相同工况下刚性翼结果进行比较。计算结果显示... 以仿生推进系统利用波浪能为背景,研究了波翼相位差对规则波下近波面二维柔性拍动翼的推进性能的影响。采用求解RANS方程的方法,计算了不同波翼相位差下柔性翼的水动力性能,并与无波情况下及相同工况下刚性翼结果进行比较。计算结果显示:波翼相位差对翼水动力系数的相位、幅值有影响,恰当波翼相位差下,柔性翼能有效利用波浪能增加自身推力及效率,且其对波浪能的利用能力高于刚性翼。尾涡分析表明,恰当的波翼相位差能够提高柔性翼尾涡梯度及其连续性,从而提高波面下柔性翼推力及效率。 展开更多
关键词 柔性 规则波 相位差 水动力性能 尾涡
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仿鸽扑翼飞行的柔性变形研究 被引量:1
14
作者 申昌富 姚磊江 +1 位作者 童小燕 徐合良 《机械制造》 2014年第7期37-40,共4页
了解线性与非线性材料扑动过程中的变形和应力情况,是做出合适结构设计的必要准备。结合鸽翼和扑翼飞行器实物,建立了有限元模型,将气动力和惯性力作为均布载荷施加在仿鸽翼模型上,用ANSYS软件计算了仿鸽翼一周期内的变形。得出结论:最... 了解线性与非线性材料扑动过程中的变形和应力情况,是做出合适结构设计的必要准备。结合鸽翼和扑翼飞行器实物,建立了有限元模型,将气动力和惯性力作为均布载荷施加在仿鸽翼模型上,用ANSYS软件计算了仿鸽翼一周期内的变形。得出结论:最大位移应力出现在1/12周期附近,线性和非线性材料应力位移相差最大也出现在相同位置;不论是上扑还是下扑阶段、是线性还是非线性,惯性力对位移应力都起主导作用;下扑的正角度和上扑时负角度都产生较大气动力。 展开更多
关键词 非线性材料 微型飞行器 柔性
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柔性翼小型无人飞行器试验样机研究 被引量:2
15
作者 张新哲 李锋 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期71-74,78,共5页
通过对柔性翼小型无人飞行器试验样机的研制试飞和相关气动分析与试验,研究了解决柔性翼小型无人飞行器的气动性能、飞行性能和操纵稳定性的思路和方法。试验样机试飞与相关风洞试验结果表明,可折叠柔性翼小型无人飞行器飞行稳定,操纵... 通过对柔性翼小型无人飞行器试验样机的研制试飞和相关气动分析与试验,研究了解决柔性翼小型无人飞行器的气动性能、飞行性能和操纵稳定性的思路和方法。试验样机试飞与相关风洞试验结果表明,可折叠柔性翼小型无人飞行器飞行稳定,操纵反应适当,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 小型无人飞行器 柔性 试验样机 风洞试验 试飞
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柔性翼气动力和变形特性的实验研究 被引量:1
16
作者 王涵斌 贺曦 王晋军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期665-673,共9页
微型飞行器在军、民用领域具有广阔的应用前景,柔性翼是提升微型飞行器的气动性能的有效方法。为了更好地对柔性翼进行控制,对柔性翼变形和振动特性及其对气动力的影响进行了同步测量。研究结果表明,相比于刚性翼,柔性翼使失速迎角推迟... 微型飞行器在军、民用领域具有广阔的应用前景,柔性翼是提升微型飞行器的气动性能的有效方法。为了更好地对柔性翼进行控制,对柔性翼变形和振动特性及其对气动力的影响进行了同步测量。研究结果表明,相比于刚性翼,柔性翼使失速迎角推迟了6°,最大升力系数提升了47.4%,升阻比提高了17.8%。柔性翼的周期性振动除了迎角0°~2°呈现大振幅、小静变形特征外,振动的振幅随着迎角增加经历无明显波峰、三波峰到单波峰的转换。升力系数最大时对应的薄膜变形、振动振幅均达到最大。此外,变形最大的弦向位置随迎角的变化决定了俯仰力矩的特性。据此提出了施加弯度和特定频率的振动激励来提升气动性能的主动控制策略。 展开更多
关键词 柔性 流固耦合 气动力测量 变形测量 振动分析
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不同柔度的柔性翼气动特性实验 被引量:2
17
作者 李占科 徐顶国 牛文 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期136-140,共5页
为了研究不同柔度的柔性翼气动特性和抗风性性能,制作了九种不同柔度的柔性翼,利用西北工业大学微型飞行器专用风洞对其进行初步的风洞实验.在实验中进行了不同风速,不同迎角对柔度的气动特性研究.通过实验优选出气动特性较好的柔度,为... 为了研究不同柔度的柔性翼气动特性和抗风性性能,制作了九种不同柔度的柔性翼,利用西北工业大学微型飞行器专用风洞对其进行初步的风洞实验.在实验中进行了不同风速,不同迎角对柔度的气动特性研究.通过实验优选出气动特性较好的柔度,为柔性翼微型飞行器的总体设计和气动特性提供参考. 展开更多
关键词 微型飞行器 柔性 柔度 气动特性 风洞实验
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小直径制导炸弹翼片的流固耦合仿真分析 被引量:1
18
作者 郑永乾 郭锐 刘荣忠 《兵工自动化》 2016年第2期66-71,共6页
为研究小型制导炸弹的翼片变形对气动特性的影响,采用双向流固耦合方法计算一种三弹翼气动布局的制导炸弹在柔性翼时的气动参数及气动变形,利用FLUENT计算其在刚性翼时的气动参数。仿真结果表明:2种翼片的制导炸弹升力系数、阻力系数及... 为研究小型制导炸弹的翼片变形对气动特性的影响,采用双向流固耦合方法计算一种三弹翼气动布局的制导炸弹在柔性翼时的气动参数及气动变形,利用FLUENT计算其在刚性翼时的气动参数。仿真结果表明:2种翼片的制导炸弹升力系数、阻力系数及升阻比随攻角和速度变化的趋势相同;柔性翼的制导炸弹升力系数与升阻比都大于刚性翼,阻力系数小于刚性翼,最大变形量与攻角成线性关系。采用柔性翼的制导炸弹气动特性优于刚性翼。 展开更多
关键词 刚性 柔性 气动参数 气动变形
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鱼形仿生柔性翼结构设计及优化 被引量:1
19
作者 秦伟伟 左新龙 +2 位作者 张建 蒋苏豫 唐文献 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第31期13277-13283,共7页
以锦鲤为生物原型,开展了鱼形仿生柔性翼结构设计及优化研究。通过循环水池实验,表征出锦鲤游动姿态;基于折纸结构,建立鱼形仿生柔性翼结构模型,研究其驱动载荷和振动幅值的特性。设计正交试验,分析鱼形仿生柔性翼结构设计的主要几何参... 以锦鲤为生物原型,开展了鱼形仿生柔性翼结构设计及优化研究。通过循环水池实验,表征出锦鲤游动姿态;基于折纸结构,建立鱼形仿生柔性翼结构模型,研究其驱动载荷和振动幅值的特性。设计正交试验,分析鱼形仿生柔性翼结构设计的主要几何参数对其性能的影响规律,并通过周期性运动对其性能进一步分析。结果表明:结构外板厚度、结构内板厚度和隔板角度对驱动载荷和振动幅值的影响依次增大。仿生柔性翼外/内板厚度、隔板角度依次为0.7 mm/0.3 mm、75°,其摆动姿态和实际锦鲤摆动姿态的最大偏差是8.13%。且该结构的极限屈服幅度远大于试验的最大屈服幅度,回弹性能好。 展开更多
关键词 柔性 折纸结构 正交试验 仿生设计
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柔性翼微型飞行器垂直阵风响应特性的实验研究 被引量:1
20
作者 魏德宸 史志伟 彭仁明 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期38-42,共5页
微型飞行器因其体积小、重量轻、使用灵活、成本低,广泛应用于军民领域的侦查、通讯、搜救等领域。在制约微型飞行器发展的诸多因素中,阵风对微型飞行器的稳定、安全飞行影响很大。在南京航空航天大学非定常风洞内,研制了一套垂直阵风装... 微型飞行器因其体积小、重量轻、使用灵活、成本低,广泛应用于军民领域的侦查、通讯、搜救等领域。在制约微型飞行器发展的诸多因素中,阵风对微型飞行器的稳定、安全飞行影响很大。在南京航空航天大学非定常风洞内,研制了一套垂直阵风装置,进行了垂直阵风的流场测试。设计制作了一种柔性翼微7型飞行器,并制作了刚性翼与其对比,在国内首次进行了微型飞行器垂直阵风实验。结果表明:柔性翼能够提高微型飞行器的失速迎角,且具有更好的纵向稳定性,有一定的垂直阵风缓和能力,有利于安全、稳定飞行。 展开更多
关键词 微型飞行器 垂直阵风 柔性 动态气动特性 PIV
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