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题名一种多段机翼水面起降地效无人机气动特性
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作者
刘战合
夏陆林
马云鹏
王菁
张芦
吴浩坤
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机构
郑州航空工业管理学院航空宇航学院
大连海事大学船舶与海洋工程学院
北京航空航天大学航空科学与工程学院
武汉理工大学航海与能源动力学院
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出处
《航空兵器》
CSCD
北大核心
2024年第3期119-128,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(11702255)
河南省科技攻关计划(242102220040,242102220052,232102220029)。
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文摘
为改善水面起降性能和气动性能,基于船身式机身、多段机翼和T尾融合设计思路,提出并设计了一种新型仿生式多段机翼地效无人机方案,采用N-S方程和K-Ω-SST湍流模型,详细研究了该型无人机在不同状态下的压力云图、压力系数及升阻特性。仿真结果表明,地效作用随离水高度的增加而减小,离水高度与平均几何弦长之比(高度弦长比H/c)接近1时,地效作用较为显著,无人机在离水高度0.2 m时,升力系数、升阻比分别提升21.91%和40.37%,阻力系数降低15.22%;对提出的多段机翼布局,地效飞行主要影响下表面压力系数和压力云图,下表面压力系数展向上由内向外正压增幅逐渐减小,弦向上前后缘附近压力系数较小,结合压力云图分析,地效对升力增幅的影响主要集中在中段和内段机翼下方区域;地效飞行可明显提高升力线斜率(H/c为1时提高了8.89%),迎角增加时升力系数增幅和阻力系数降幅均逐渐变大,升阻比增幅(H/c为1)在迎角2°后均达到26%以上;通过验证机的多轮水面起降和有、无地效飞行试验,证明设计方案具有优秀的气动性能和飞行性能,可为水质检测、水面地效运输、搜救侦察等提供应用平台。
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关键词
多段机翼
水面起降
气动性能
无人机
地面效应
船身式
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Keywords
multi-segment wing
take off and landing from water surface
aerodynamic performance
unmanned aerial vehicle
ground effect
hull fuselage
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分类号
V221
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TJ760
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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题名跨介质飞潜器水面起降过程流场及运动特性研究
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作者
陆德顺
张少谦
王浩宇
孙铁志
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机构
大连理工大学船舶工程学院工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室
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出处
《水下无人系统学报》
2024年第3期434-450,共17页
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基金
基础科研项目资助(JCKY2022110C018).
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文摘
为探究跨介质飞潜器水面起降过程流场结构演变及自身运动特性,基于计算流体动力学数值仿真技术,耦合流体体积多相流模型、剪切应力传输k-ω湍流模型、Schnerr-Sauer空化模型以及Stokes 5阶非线性波理论,构建了飞潜器水面起降的数值计算方法。分别对静水环境下飞潜器水面起飞过程、有/无波浪环境下飞潜器水面降落过程进行数值仿真,分析了各过程飞潜器动力学响应、载荷变化情况以及自由液面流场演化过程。结果表明:在整个静水环境下水面起飞过程中飞潜器均能保持稳定的姿态,其周围流场结构及自由液面演化均具有强对称性;在水面降落过程中,飞潜器及导管底部受到较大的反向砰击力,导致飞潜器姿态出现一定程度的振荡,在经过多次衰减波动后能够快速恢复平稳状态;而波浪的存在会加大触水时刻飞潜器所受到的砰击载荷,加剧飞潜器姿态的振荡,延后姿态最终恢复平稳时间。
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关键词
跨介质飞潜器
水面起降
动力学
砰击载荷
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Keywords
trans-medium submersible
take-off and landing on water surface
dynamic
attack load
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分类号
TJ630.1
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U674
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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