用于微型飞行器的可变机翼设计及其特性

ISSN 1000-0054CN 11-2223/N

清华大学学报(自然科学版)J T singh ua Un iv (Sci &Tech ),2008年第48卷第5期

2008,V o l.48,N o.5w 7

http://qhx bw.chinajo https://www.360docs.net/doc/7e15067498.html,

用于微型飞行器的可变机翼设计及其特性

刘　

1,2

,　朱　荣1,　刘敬威1,　周兆英1,　叶雄英

(1.清华大学精密仪器与机械学系,精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京100084;

2.海军装备研究院,航空装备论证研究所,上海200436)

收稿日期:2007-05-22

基金项目:国家“八六三”高技术项目(2006AA04Z257)

作者简介:刘(1983—),男(汉),贵州,硕士研究生。

通讯联系人:叶雄英,教授,E -mail :xyye @mail .ts inghua .ed u .cn

摘　要:微型飞行器在低Reyno lds 数条件下飞行,机动能力不足且稳定性差。为了解决上述问题,设计了一种翼型可变机翼,通过高效紧凑的曲柄滑块驱动机构带动机翼蒙皮,最终牵动整个机翼变形;然后对常规机翼和翼型可变机翼进行了仿真和风洞对比试验。结果表明:这种翼型可变机翼具有与很多常规固定机翼不同的特性,可使升力有很大提高,能增强微型飞行器的机动性并改善失速特性;而且,通过变形,翼型可变机翼可以在不同迎角下获得最优气动效率。

关键词:微型飞行器;可变机翼;致动机构;风洞试验;粒

子图像测速

中图分类号:V 211.59

文献标识码:A

文章编号:1000-0054(2008)05-0789-03

Aerodynamics of an adaptive wing

for MAVs

LIU Xu an 1,2,ZHU Rong 1,LIU Jin gwei 1,

ZH OU Zhaoying 1

,YE Xiongyin g

(1.State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments ,Department of Precision Instruments and

Mechanology ,Tsinghua Univers ity ,Beijing 100084,China ;2.I nstitute of Aviation Equipment ,Naval Academy of Armament ,

Shanghai 200436,China )Abstract :An adaptive air foil w ing w as developed to im prove the maneu verability and stab ility of m icro air vehicles (M A Vs)flyin g at low Reynolds numbers.T he w ing can be adaptively deformed by a set of com pact h igh-efficiency cran k-slider devices so that the w ing provides the optimum aerodynamic efficiency at differ ent angles of attack.Sim ulation s and w ind tunnel tes ts s how th at th e ad aptive w ing gr eatly impr oves th e M AV maneuverability and stall ch aracteristics w ith better perfor man ce than conven tional fixed w ings.

Key words :micro air vehicle (M AV);

adaptive w ing;

driving

device;w ind tunnel test;par ticle imaging velocimetry

目前微型飞行器面临的主要困难之一,就是如何克服低Reynolds 数带来的不利问题,这需要研究

高效的气动外形及其实现方式。设法改变翼型的气动特性是飞行器设计中通常必须考虑的内容。传统方式通过常规活动控制面来改变翼型的气动特性,而现在有多种方式用来改变机翼,包括变掠角、翼面变形、变反角、变翼型等。变形的致动方式有记忆合金致动、压电致动、电机致动、气动4种,但为避免结构过于复杂或所需电压过大,现阶段电机致动方式

较为可行[1-4]

。

本文设计并实现了一种新型可变机翼结构,通过低速风洞实验,揭示了低Reynolds 数下这种翼型可变机翼的变形对气动特性的影响。

1　方案设计

1.1　整体结构

从主梁到翼尾为可变部分,主梁前为传动舱,舱内舵机驱动曲柄滑块机构;由于滑块与下表面蒙皮固接,上下表面蒙皮间有铰接,滑块位移会带动蒙皮变形,形成类似鱼尾摆动的变形效果,见图1。

图1　可变机翼结构示意图

为对比实验,设计了普通襟翼平直(简称普通翼)、普通襟翼放下(称襟翼放下)和主动可变翼(称可变翼)3种机翼,见图2。襟翼长度最大偏转34.9°,相对前缘偏转4.68°;可变翼最大相对前缘偏转6.72°,可实现更大的弯曲。普通翼翼型为S 5010

。

图2　3种机翼的外形对比

1.2　传动机构设计

可变翼的传动机构采用微型曲柄滑块装置,传动设计即为合理设计曲柄连杆的尺寸和初始位置,使滑块的工作行程足够大,以带动蒙皮实现理想变形。取曲柄长度为10.4mm ,连杆长度20.1mm ,最小传动角80.2°,可完全满足行程要求,执行效率高。

2　风洞天平测力试验

风洞工作段长1m 、截面尺寸为500mm ×500m m,稳定风速5～20m/s 。机翼采用腹撑,试验数据经过支架修正。六分量应变天平精度1%,准度2%。

测力试验是在侧滑角为0°时进行的。图3、4分别给出了3种机翼的升力曲线和极曲线。

由图3可见:作为常规增升装置,襟翼放下使得机翼获得比襟翼平直时更大的升力,大约整条升力线升力系数C L 高出0.4,增升效果显著;而可变翼产生的升力甚至超过襟翼放下时的升力,C L 约高出0.2。可变翼能够获得比襟翼大50%的增升效果,主要原因是可变翼的曲率更大,这从图4中可变翼相对前缘弯曲角度比襟翼放下时大出43.6%可以看出。考虑到可变翼的展弦比只增加了2.7%,襟翼放下时展弦比只增加了3.7%,因而低R e 下展弦比对升力曲线的影响可以忽略。

图4中C D 为阻力系数。极曲线上过原点的切线与升力轴所成的夹角称为升力角,升力角越大则最大升阻比越小。单一迎角下,可变翼的最大升阻比要比襟翼放下时的小。Kunz 等[5]

的研究表明,单纯增加翼型曲率并不一定能提高最大升阻比,还须考虑

最大曲率点在弦长上的位置。可变翼虽然曲率大,

但在靠近机翼前缘弦长的29%处就开始弯曲,导致

阻力明显增加,故适合用于飞机着陆。

图3　3种Reynolds 数下3种机翼的升力曲线

图4　3种Reynolds 数下3种机翼的极曲线

然而,可变翼有灵活变形的能力,能适应不同条件。在不同迎角下,可变翼通过变形,改变曲率,从而优化气动效率,保证升阻比K 始终最大化。图5给

出了普通翼和可变翼在相同Re 下的仿真对比,随着迎角的增大,可变翼通过减小曲率来优化气动效率。尤其在小迎角下,可变的气动效率显著提高。

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清华大学学报(自然科学版)2008,48(5)

图5　Re =82000时可变翼与普通翼气动效率对比

3　PIV 试验

采用粒子图像测速技术(PIV)来测绘二维流场。在R e 为52000、66000、82000和110000、迎角 =0°～20°、侧滑角为0°时,对襟翼放下和可变翼进行PIV

试验。

图6　Re =82000时的流场图

图6中用圆圈标出流场分离点大体位置。据此可测出机翼上表面的气流分离位置,见表1。其中,可变翼由于最大曲率点靠前,因而气流分离现象明显,当迎角到10°时分离点已经前移到弦长c 的43%的位置。这进一步证实了力天平试验的极曲线分析的结论,即最大曲率点位置和最大曲率对机翼的气动特性都有重要影响。但是可变翼通过变形,调

整气流分离点,可以解决气流分离过早的问题。

表1　Re =82000时机翼的气流分离位置

!/(°)分离位置

襟翼放下可变翼!/(°)分离位置襟翼放下可变翼00.85c 0.76c 50.85c 0.61c 2

0.85c

0.68c

0.70c

0.43c

4　俯仰力矩仿真

采用低速翼型仿真软件Xfoil 进行二维气动力学仿真。通过Re =50000～100000范围内的仿真,得到了基于普通襟翼纵向控制的襟翼放下与可变翼的俯仰力矩系数(C M )曲线,其中1组如图7所示。俯仰力矩系数曲线表明,与常规襟翼增升方式相比,可变翼的抬头力矩小,更不容易失速。

图7　Re =82000时的俯仰力矩曲线

5　结　论

本文针对微型飞行器,设计了一种主动可变机翼。这种可变翼具有与常规机翼不同的特性,对升力

有很大提高,能增强微型飞行器的机动性并改善失速特性,带来的阻力变化使其也适用于飞行器着陆。可变翼能主动改变外形来适应不同飞行条件,保证气动效率维持在较高的水平。

参考文献　(References )

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刘　,等:　用于微型飞行器的可变机翼设计及其特性

飞行器控制系统设计

课程设计任务书学生姓名：李攀专业班级：自动化0804 指导教师：谭思云工作单位：自动化学院题目: 飞行器控制系统设计初始条件：飞行器控制系统的开环传递函数为： ) 2.361(4000)(+= s s K s G 控制系统性能指标为调节时间s 008.0≤，单位斜坡输入的稳态误差000443.0≤，相角裕度大于85度。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计一个控制器，使系统满足上述性能指标；（2）画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图；（3）用Matlab 画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统的动态性能指标；（4）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab 源程序或Simulink 仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：（1）课程设计任务书的布置，讲解（一天）（2）根据任务书的要求进行设计构思。（一天）（3）熟悉MATLAB 中的相关工具（一天）（4）系统设计与仿真分析。（四天）（5）撰写说明书。（两天）（6）课程设计答辩（一天）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

摘要根据被控对象及给定的技术指标要求，设计自动控制系统，既要保证所设计的系统有良好的性能，满足给定技术指标的要求，还有考虑方案的可靠性和经济性。本说明书介绍了在给定的技术指标下，对飞行器控制系统的设计。为了达到给定要求，主要采用了串联之后—超前校正。在对系统进行校正的时候，采用了基于波特图的串联之后—超前校正，对系统校正前后的性能作了分析和比较，并用MATLAB进行了绘图和仿真。对已校正系统的高频特性有要求时，采用频域法校正较其他方法更为方便。关键词：飞行器控制系统校正 MATLAB

5-飞机订票系统详细设计说明书

文档编号: 版本号:v1.0 详细设计说明书项目名称飞机订票系统项目负责人何柳青本文档编写者何柳青项目开发者计算机081第二组 2010年12月4日

1.引言 1.1编写目的本文档将对《飞机订票系统》的程序进行详细解析，是程序员编写代码的基础。本文档的读者是设计人员和程序员。 1.2背景开发软件名称：飞机票订系统。（1）项目任务提出者：中国民航及中国国际旅游开发公司。（2）项目开发者：何柳靑，陆银琳，李欣纯，单国英，阿依古丽（3）项目与其他软件，系统的关系：该系统采用现代流行WINDOWS操作界面。是标准的WIN32应用程序，可运行在WIN95 \WIN98 \WinMe \WIN2000 \WINXP \WIN7 \WINNT 等系统平台上的多任务应用程序。 1.3参考资料《软件工程导论》清华大学出版社张海藩编著《实用软件工程》清华大学出版社郑人杰等编著《数据库系统概论(第三版)》高等教育出版社萨师煊王珊等编著《实用软件文档写作》清华大学出版社肖刚等编著《软件工程》第3版人民邮电出版社张海藩等编著 2．程序系统的结构本程序每个子系统所包含的单元文件名称及其程序层次结构如表所示，对于特别简单的程序模块，其程序层次结构非常简单，在此从略，仅给出较为复杂的程序层次结构。 2.1运行环境 (1) 设备硬件最低要求：内存512MB，硬盘50MB以上 (2) 支持软件操作系统：WIN95\WIN98\WinMe\WIN2000\WINXP\WIN7\WINNT等

2.2 系统组织结构此飞机订票系统共分为两大模块：后台管理员模块和前台票务员模块。后台管理员模块功能为航班信息调整，包括增加新航班、删除航班、修改航班信息；前台票务员模块功能为乘客信息管理，订票管理，航班信息查询。飞机订票系统登录验证乘客信息管理航班信息查询航班信息管理后台管理员验证乘客票务信息修改前台票务员验证乘客基本信息修改按航班号查询按目的地查询按时间查询增加新航班乘客订票修改原有航班订票管理改签删除航班退票乘客基本信息录入图1.飞机订票系统程序层次结构后台管理员管理员登录航班信息管理身份验证增加新航班修改原有航班信息删除航班图2.后台管理员模块程序层次图

微型飞行器空气动力学研究

2005年9月系统工程理论与实践第9期　文章编号:100026788(2005)0920137205 微型飞行器空气动力学研究李占科,宋笔锋,张亚锋 (西北工业大学航空学院,陕西西安710072) 摘要:　围绕与微型飞行器相关的低雷诺数空气动力学问题,进行了低雷诺数翼型气动特性的数值分析研究、低马赫数低雷诺数流场数值计算方法研究、考虑扑翼结构弹性变形的气动特性估算方法研究、微型飞行器气动特性估算的非定常涡格法研究和微型飞行器的风洞试验研究,取得的研究成果对微型飞行器的发展具有重要的参考价值和指导意义. 关键词:　微型飞行器;雷诺数;扑翼;风洞试验中图分类号:　V27912 文献标识码:　A Aerodynamics Research on M icro Air Vehicles LI Zhan2ke,S ONG Bi2feng,ZHANG Y a2feng (School of Aeronautics,N orthwestern P olytechnical University,X i’an710072,China) Abstract:　In the paper,Based on the low Reynolds number aerodynamics of the micro air vehicles(M AVs),s ome researches were done.such as aerodynamics characteristic numerical analysis research on the air foil at low Reynolds numbers,numerical calculation method of low Mach low Reynolds numbers fluid field,estimation method research on aerodynamic characteristic of the aeroelastic flapping wing,unsteady v ortex method of aerodynamics characteristic estimation and wind tunnel test of M AVs.The results of this paper have im portant reference value and instructive meaning to the development of M AVs. K ey w ords:　micro air vehicles(M AVs);Reynolds number;flapping wing;wind tunnel test 1　引言近年来,微型飞行器作为一种新型的航空飞行器,在国内外形成了新的研究热潮.低速和小尺寸共同决定了微型飞行器的飞行雷诺数很低(105左右),这远低于传统飞行器(包括普通的无人驾驶飞机)的飞行雷诺数范围(106～108以上).微型飞行器必须在低雷诺数条件下仍能保持良好的气动性能,而这方面的研究目前尚处在探索阶段.本文主要围绕与微型飞行器有关的低雷诺数空气动力学问题,进行了数值计算和风洞试验等方面的研究,取得了具有一定参考价值的研究成果. 2　微型飞行器空气动力学研究 211　低雷诺数翼型气动特性的数值分析研究微型飞行器外形尺寸小,速度低,基于微型飞行器尺寸的雷诺数也比较小,粘性效应相对强烈,流动易分离,准确求解这种低雷诺数的流场对湍流模型乃至整个数学模型都是一个极大的挑战.本研究针对低雷诺数问题,利用求解雷诺平均的NS方程,数值模拟了绕翼型的低雷诺数流动,分析了与低雷诺数流动有关的不稳定性.研究表明,分离流动都是不稳定的,会产生周期性的脱出涡.结合绕翼型的低雷诺数流动,对采用的计算模型进行了以下研究: 1)FNS方程与T LNS方程数值准确性的对比研究分别采用FNS方程和T LNS方程计算了在条件:Ma=012,雷诺数Re=110×105,攻角α=1°时绕收稿日期:2003207207 资助项目:总装气动预研项目(413130401)及国防基础科研项目(J1500C001)联合资助作者简介:李占科(1973-),男,陕西岐山人,西北工业大学飞机系博士,主要从事与微型飞行器有关的研究.

飞机和推进系统总体设计目录整理

飞机总体设计（李为吉，2005）第1章绪言第2章飞机初始总体参数与方案设计 2.1 方案设计的任务和过程 2.2 重量估算 2.3 飞机升阻特性估算 2.4 确定推重比和冀载 2.5 总体布局形式的选择 2.6 飞机气动布局的选择 2.7 隐身性能对飞机气动布局的影响第3章飞机总体参数详细设计(部件设计) 3.1 设计的任务和步骤 3.2 机翼设计 3.3 机身设计 3.4 尾翼及其操纵面的设计 3.5 推进系统的选择与设计 3.6 起落架设计 3.7 飞机初步设计实例第4章飞机操纵系统设计与分析 4.1 操纵系统的特性 4.2 现代高速飞机稳定性和操纵性的基本特点与操纵系统设计 4.3 飞机主动控制技术 4.4 电传操纵系统 4.5 综合飞行控制系统第5章飞机费用与效能分析 5.1 飞机寿命周期费用的概念和分析方法 5.2 研究、发展、试验与鉴定费用和生产费用分析——兰德DAPCA IV模型5.3 使用保障费用 5.4 飞机作战效能分析 5.5 多任务攻击机概念综合设计的基本原理第6章飞机总体参数优化 6.1 飞机总体参数的多学科设计优化 6.2 面向系统设计的方法飞机总体设计（林振申，1982）第1章飞机设计要求 1.1 飞机设计要求的拟定及内容 1.2 飞机设计要求的论证 1.3 飞机设计要求的变化与发展第2章飞机的性能与分析 2.1 飞机的升力、阻力与推力 2.2 飞机的性能及其分析第3章飞机型式 3.1 飞机型式的含义

3.2 不同的飞机型式 3.3 飞机型式的分折 3.4 飞机型式选择的原则第4章飞机主要参数的选定 4.1 翼载荷和推重比 4.2 参数与性能的关系 4.3 飞机总重的确定第5章部位安排 5.1 部位安排的主要内容 5.2 部位安排的一般原则与方法 5.3 载重装备及设备系统的安排 5.4 构造受力型式的全机总体布置第6章重心定位 6.1 重心定位的意义 6.2 计算重心的方法 6.3 重心调整飞机总体设计（西北工业大学讲义）第1章飞机设计要求 1.1 飞机设计要求的拟定及内容 1.2 飞机设计要求的论证 1.3 飞机设计要求的变化与发展第2章飞机性能分析 2.1 飞机的升阻特性 2.2 飞机的推力特性 2.3 飞机平飞速度 2.4 飞机升限 2.5 飞机的航程 2.6 盘旋性能 2.7 爬升与加速 2.8 起飞性能 2.9 着陆性能第3章飞机型式 3.1 飞机型式的含义 3.2 不同的飞机型式 3.3 飞机型式的分析 3.4 飞机型式选择的原则第4章飞机主要参数的选定 4.1 翼载荷和推重比 4.2 参数与性能的关系 4.3 飞机总重的确定第5章部位安排 5.1 部位安排的主要内容 5.2 部位安排的一般原则与方法 5.3 载重装备及设备系统的安排

小型飞机库泡沫灭火系统的设计与施工

仅供参考[整理] 安全管理文书小型飞机库泡沫灭火系统的设计与施工日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共4 页

小型飞机库泡沫灭火系统的设计与施工随着我国经济建设规模的扩大，民航系统执管大型客机的航空公司已达30家，都需要建筑飞机维修库，现结合山东太古飞机库的施工情况，谈一下小型飞机库泡沫灭火系统设计与施工中的几个问题。根据飞机库停放和维修区的防火分区允许最大面积规定：I类飞机库30000m＾2；Ⅱ类飞机库5000m＾2；Ⅲ类飞机库3000m＾2。山东太古飞机库停放和维修区建筑面积为2770m＾2，属于Ⅲ类飞机维修库。此工程主要设置了固定式手控泡沫炮、半固定式泡沫枪、消火栓灭火系统，灭火剂选用3％AFFT水成膜泡沫液。一、泡沫炮灭火系统据飞机库设计规范，泡沫炮一次灭火泡沫混合液的连续供给时间不应小于10分钟，消防水连续供给时间不应小于30分钟。依据泡沫炮压力——流量曲线表查得：当泡沫炮进口工作压力为0．5—0．6Mpa时，流量为25L／s，故两门炮每次灭火所需泡沫浓缩液＝25L／s×2门 ×60S×10min×3％＝900（L），每次灭火所需消防用水量＝25L／s×2门×60S×（10×0．97＋20）／1000＝89．1m＾3。据产品说明书及实验实测数据，可保证两股射流同时到达飞机停放和维修区任一部位。二、泡沫枪及消火栓灭火系统据飞机库设计规范，泡沫枪一次灭火泡沫混合液的连续供给时间不应小于20分钟，消防水连续供给时间不应小于2h。依据泡沫枪压力——流量曲线表查得：当泡沫枪进口工作压力为0．5—0．6Mpa时，流量为4．0L／s，有效射程17M。当使用两支泡沫枪同时灭火时每次所需泡沫浓缩液＝4．0L／s×2门×60S×20min×3％＝288（L），每次灭火所需消防用水量＝4．0L／s×2门×60S×120min／1000＝57．6m＾3。机库第 2 页共 4 页

微型飞行器

图1：微型飞行器图2：微型直升机

命题教师：1.出题用小四号、宋体输入打印，纸张大小为8K. 考生：1.不得用红色笔，铅笔答题，不得在试题纸外的其他纸张上答题，否则试卷无效。2.参加同卷考试的学生必须在“备注”栏中填写“同卷”字样。3.考试作弊者，给予留校察看处分；叫他人代考或代他人考试者，双方均给予开除学籍处理。并取消授予学士学位资格，该科成绩以零分记。监测化学、核或生物武器，侦察建筑物内部情况。可适用于城市、丛林等多种战争环境。因为其便于携带，操作简单，安全性好的优点，可以在部队中大量装备。在非军事领域，配置有相应传感器的微型飞行器可以用来搜寻灾难幸存者、有毒气体或化学物质源，消灭农作物害虫等。 1.4主要特点微型飞行器不同于传统概念上的飞机，它是MEMS （微机电系统）集成技术的产物。微型飞行器的姿态控制系统中的微型地平仪、微型高度计，导航系统中的微型磁场传感器和微型加速度计、微陀螺仪等，飞行控制系统中的微型空速计、微型舵机等，在微型飞行器上应用的微型摄像机、微型通讯系统等，都需要MEMS 技术的支持，以减少体积和重量，改善飞行器的性能。微型飞行器的动力——微型发动机也需利用MEMS 技术制造，所以说，微型飞行器除机身和机翼外，都需依靠MEMS 技术，甚至机翼也可以用MEMS 技术制造灵巧蒙皮，以控制飞行器的飞行姿态。 2 研究现状从已有的研究情况看，大致可将微型飞行器分为两类：一类是以DARPA 定义为基础相应研制的15厘米左右的微型飞行器；另一类是尺寸更加微小的只有几个厘米或毫米大小的微型飞行器或微型飞行机器人。根据发展情况，微型飞机主要有三大类别，分别是固定翼微型飞行器，微小扑翼机和微型直升机，以下列举几种：（1） Aero Vironment 公司的“Black Widow ” 该微型飞行器采用固定翼飞行模式，外形类似于盘装飞碟。最大直径15厘米，由微电机驱动前置螺旋桨产生拉力，采用锂电池提供能源，微型飞控系统由计算机、无线接收器和三个微电机驱动的执行器组成。经试飞其留空时间为16分钟，最大飞行速度70公里/小时。设计人员目前正在为其添加必要的通信系统和导航设备，以使其更加具备实用要求。“Black Widow ”代表了目前为飞行器的较高技术水平。（2） Lockheed Martin 公司的“MicroST AR ” “MicroST AR ”也是一种采用固定翼飞行模式的微型飞行器，他的设计总重为85克，留空时间20分钟，未来将具备GPS 导航定位系统和摄像功能。Lockheed Martin 公司计划将“MicroST AR ”设计成为战场上前所未有的高效侦察工具。图3： “Black Widow ”微型飞行器图4：“MicroST AR ”微型飞行器（3） Lutronix 公司与Auburn 大学合作研制的“Kolibri ” 该微型飞行器是一种旋翼飞机，能够垂直起降和悬停，其直径为10厘米，总重316克，有效负载约100克，可飞行时间30分钟，装有Draper 实验室研制的GPS 、加速度计和陀螺仪集成系统等，动力装置为D-STAR 公司提供的微型柴油发动机。旋翼微型飞行器与固定翼微型飞行器相比的最大优点是能够垂直起降和悬停，因此比较适宜于在室内等狭小空间或较复杂地形环境中使用。（4） Caltech 的扑翼“MicroBat ” “MicroBat ”是一种防生物飞行方式的扑翼微型飞行器，其机翼是通过模仿蝙蝠和昆虫的翅膀，并用MEMS 技术加工制作而成。该微型飞行器的研究人员通过大量实验研究了扑翼飞行方式的非定常空气动力学特征，并制作了一种轻型传动机构将微电机的转动转变为了机翼的扇动。飞行试验表明该微型飞行器目前使用电池作为能源可飞行5-20秒。图4：“Kolibri ”微型飞行器图5： “MicroBat ”微型飞行器（5）美国环境航空公司研制的“黑寡妇”微型飞机

机翼分析

B－2隐形战略轰炸机一、飞机简介： B－2隐形战略轰炸机是冷战时期的产物，由美国诺思罗普公司为美国空军研制。1979年，美国空军根据战略上的考虑，要求研制一种高空突防隐形战略轰炸机来对付苏联90年代可能部署的防空系统。1981年开始制造原型机，1989年原型机试飞。后来对计划作了修改，使B－2轰炸机兼有高低空突防能力，能执行核及常规轰炸的双重任务。二、飞机整体结构：飞机三视图和飞机内部结构剖析（图下）

三、飞机机翼结构分析： B－2轰炸机采用翼身融合、无尾翼的飞翼构形，其机体扁平，采用翼身融合的无尾（无垂直尾翼）的飞翼构型，机翼前缘为直线，交接于机头处，机翼后掠33度，飞机头部到翼尖成锐角，机翼后缘成双“W”形（锯齿形）有8个操纵面（6个升降副翼，2个阻流方向舵），巨大的锯齿状后缘由10条直的边缘组成，翼展尺寸为52.43米机翼前缘交接于机头处，机翼后缘呈锯齿形。机身机翼大量采用石墨/碳纤维复合材料、蜂窝状结构，表面有吸波涂层，发动机的喷口置于机翼上方。这种独特的外形设计和材料，能有效地躲避雷达的探测，达到良好的隐形效果。形尾翼原始设计是专门为高空飞行设计的，能够满足高空阵风载荷的需求，但不适应于低空阵风载荷的需求。飞机主翼的设计进行了重大改动，因为空军不仅要求飞机能从高空突入，而且还要能超低空突防，从而带来了提高飞机升力、增强

机械结构强度、进一步降低其雷达反射截面积等一系列问题，使飞机的设计历经数年才得以定型。B-2飞机的结构设计是基于满足阵风载荷(又称突风载荷)标准进行设计的，航空历史上仅有几种型号的飞机是按阵风载荷需求设计的，大部分军用飞机是根据机动载荷(又称惯性载荷)需求而设计。机翼结构为单块式。从构造上看，单块式机翼的长桁较多且较强；蒙皮较厚；长桁、蒙皮组成可受轴向力的壁板。当有梁时，一般梁缘条的剖面面积与长桁的剖面面积接近或略大，有时就只布置纵墙。为了充分发挥单块式机翼的受力特点，左、右机翼一般连成整体贯穿机身。但有时为了使用、维护方便，在展向布置有设计分离面。分离面处采用沿翼箱周缘分散连接的形式将机翼连为一体。单块式机翼的上、下壁板成为主要受力构件。这种机翼比梁式机翼的刚度特性好(这点对后掠机翼很重要)。同时由于结构分散受力，能更好地利用剖面结构高度，因而在某些情况下(如飞机速度较大时)材料利用率较高，重量可能较轻。此外单块式机翼比梁式机翼生存力强。它的缺点是不便于开口（Boeing）波音747 SP 一、飞机名称：波音747 SP 波音747，又称为“珍宝客机”（Jumbo Jet），是一种双层客舱四发动机飞机，是世界上最易识别的客机之一，亦是全世界首款生产的宽体民航客机，由美国波音民用飞机集团制造。波音747原型大小是1960年代被广泛使用的波音707的两倍。1965年8月开始研制，自1970年投入服务后，一直是全球最大的民航机，垄断着民用大型运输机的市场，到A380投入服务之前，波音747保持全世界载客量最高飞机的纪录长达37年。二、飞机整体结构：

飞机部件与系统设计

第一章绪论——飞机部件设计的一般规律及其发展一飞机的发展历程和飞机研制过程 1 飞机的发展历程（回顾从飞机诞生以来不同时期不同用途飞机的结构特点，决定了各个部件的特点） 2 飞机的研制过程（《现代飞机结构综合设计》P4，可对其进行修改及扩充）二飞机部件及部件设计的初始条件 1 飞机部件介绍 2 部件设计的初始条件 3 飞机设计过程简介三飞机部件设计的基本要求和综合设计思想 1 基本要求 2 设计思想的演变 3 飞机综合设计思想四飞机部件设计方法简介 1 概述 2 结构有限元分析以及在飞机结构设计的应用 3 结构优化设计方法 4 计算机辅助设计第二章飞机外载荷与设计规范第三章飞机机身结构分析与设计一机身的功用及设计要求 1 机身的功用 2 机身的外载特点及内部布置 3 机身的设计要求二机身的组成元件及其设计 1 机身的组成元件及典型受力型式（介绍机身组件及其功用，然后分析几种受力型式（桁梁式，桁条式，硬壳式）） 2 失稳形式及元件设计与布置 ⑴三种失稳形式（蒙皮，壁板，总体失稳） ⑵蒙皮设计 ⑶长桁和桁梁的设计与布置 ⑷加强框和普通框的设计与布置 ⑸各元件之间的连接设计三增压座舱的结构设计现代飞机机身内均有增压座舱 1 座舱的增压载荷 2 民用飞机增压座舱的结构设计 3 军用飞机增压座舱的结构设计四机身开口区的结构设计 1 开口与口盖的分类及开口区受力分析 2 开口区的结构设计 ⑴小开口的结构加强设计⑵中开口的结构加强设计⑶大开口的结构加强设计五机身与其他部件的连接设计

1 机翼与机身的对接设计 2 尾翼与机身的对接设计 3 起落架与机身的连接设计 4 机身设计分离面处的连接设计 5 发动机在机身的安装六机身结构设计须注意的几个问题每个部件都有各自的结构细节，所谓结构细节，是指飞机结构中对疲劳开裂最敏感的局部区域或元件，设计时应从以下几个方面注意： 1 合理地、有区别地选择有关结构材料 2 结构布局和传力路线的恰当设计 3 消除因偏心传载和强迫装配引起的附加应力 4 降低应力集中 5 连接接头和连接结构的抗疲劳设计 6 对结构进行变形和刚度控制 7 选择合理的工艺方法第四章机翼结构设计一机翼的功用与外载特点、设计要求 1 机翼的功用及外载特点 2 机翼结构设计要求二机翼结构元件设计 1 机翼结构的典型构件及其功用（蒙皮、长桁、翼肋、翼梁、纵墙） 2 各种典型元件的设计 ⑴长桁设计⑵机翼蒙皮与加筋板的设计⑶梁的设计 ⑷翼肋设计⑸机翼连接⑹结构受集中载荷处的局部设计三机翼结构的受力型式及主要受力构件的布置 1 典型受力型式 ⑴薄蒙皮梁式⑵多梁单块式⑶多墙厚蒙皮式 2 主要受力构件布置机翼主要受力构件布置是指确定机翼翼面壁板中的蒙皮—长桁（或整体壁板中的筋条）、梁、墙、加强翼肋、普通翼肋以及机翼—机身连接接头等的数量和位置。 ⑴机翼翼盒受力构件布置 ⑵集中载荷作用处加强构件的布置 3 各种承力结构机翼的对接原则四后掠翼和三角翼的结构和承载特点 1 后掠翼承力形式和根部承载的特点 2 三角翼的结构和承载特点五机翼整体油箱的结构设计 1 整体油箱结构设计的要求 2 整体油箱结构设计的特点 3 整体油箱的密封形式六增升装置和副翼的结构设计 1 增升装置的功用和设计要求 2 增升装置的分类及其结构设计 3 副翼的功用及其结构设计

飞控设计

四旋翼飞控系统设计文档第一章绪论 1.1研究背景任何由人类制造、能飞离地面、在空间飞行并由人来控制的飞行物，称为飞行器。在大气层内飞行的飞行器称为航空器，如气球、滑翔机、飞艇、飞机、直升机等。它们靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力升空飞行。飞行器不仅广泛应用于军事，在民用领域的作用也在增加，机载GPS 和MEMS(Micro- Electro-Mechanical Systems)惯性传感器的飞行器甚至可以在没有人为控制的室外环境中飞行，也就是大家所熟知的无人机，。因此国内外研究人员对飞行器进行了大量研究。对飞行器的研究目前主要包括固定翼、旋翼及扑翼式三种，而我们所研究的四旋翼飞行器在布局形式上属于旋翼的一种，相对于别的旋翼式飞行器来说四旋翼飞行器结构紧凑，能产生更大的升力，而且不需要专门的反扭矩桨保持飞行器扭矩平衡。四旋翼飞行器能够垂直起降，不需要滑跑就可以起飞和着陆，从而不需要专门的机场和跑道，降低了使用成本，可以分散配置，便于伪装，对敌进行突袭和侦察。四旋翼飞行器能够自由悬停和垂直起降，结构简单，易于控制，这些优势决定了其具有广泛的应用领域，在民用，医疗，军事等领域都有着无限的潜力。在民用领域，它可以进行航拍，以得到在地面难以测量和计算的数据；在医疗领域，四旋翼直升机可以进入普通地面机器人难以到达的地区进行搜救等活动，最大程度的避免人员财产损失；在军用方面，四旋翼直升机可以作为侦查使用，它飞行灵活，稳定，同时，若在四旋翼直升机上增加其他机械装置，则可以利用它完成更加复杂和重要的任务。然而，作为一个MIMO 非线性系统，四旋翼飞行器输入变量与输出变量之间的耦合作用、时变非线性的动力学特征、系统本身的不确定性及外部的干扰等的引入，使得系统的控制问题变得十分复杂。如何能够设计出有足够的飞行动力并且具有良好稳定性的控制系统，是四旋翼飞行器如今面临的主要问题，这也使得强大而又易于控制的发动机和控制飞行器协调工作的控制系统成为四旋翼飞行器设计的关键。近几年来，国外一些知名研究机构扩展了四旋翼飞行器的研究领域，希望其在无GPS 信号的室内环境中可以利用一些特定的传感器数据进行导航，所以拥有一个稳定的飞控系统是非常必要的，而国内对于四旋翼飞行器飞控系统的研究起步较晚，一些稳定的飞控系统都被商品化，我们不能对其根据自己的需求进行修改，这给我们的研究带来很多的不便，因此我们需要开发一款属于自己的飞控系统。

飞行器控制系统设计

学号：课程设计题目飞行器控制系统设计学院自动化学院专业自动化班级自动化1002班姓名指导教师肖纯 2012 年12 月19 日

课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化1003班指导教师：肖纯工作单位：自动化学院题目: 飞行器控制系统设计初始条件：飞行器控制系统的开环传递函数为： ) 2.361(4500)(+= s s K s G 要求设计控制系统性能指标为调节时间ts 008.0≤秒，单位斜坡输入的稳态误差000443.0≤，相角裕度大于75度。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计一个控制器，使系统满足上述性能指标；（2）画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图；（3）用Matlab 画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统的动态性能指标；（4）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab 源程序或Simulink 仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

随着经济的发展，自动控制技术在国民经济中发挥着越来越重要的作用。自动控制就是在没有人的参与下，系统的控制器自动的按照人预订的要求控制设备或过程，使之具有一定的状态和性能。在实际中常常要求在达到制定性能指标的同时能更加节约成本、能具有更加优良的效果。本次飞行器设计中，采用频域校正的方法使系统达到指定的性能指标，同时采用matlab仿真软件更加直观的进行仿真分析和验证。在此设计中主要采用超前校正的方法来对系统进行性能的改进，通过分析、设计、仿真、写实验报告书的过程，进一步加深了对自动控制原理基本知识的理解和认识，同时通过仿真系统的奈奎斯特图、bode图、单位阶跃响应曲线，进一步理解了系统的性能指标的含义，同时也加深了对matlab仿真的掌握，培养了认识问题、分析问题、解决问题的能力。

飞机系统设计原理复习要点1-2章

飞机系统设计原理复习要点第一章飞机飞行操纵系统绪论 1 操纵系统的功能是什么? 答:飞机飞行操纵系统是用来传递驾驶员的操纵指令的.通过操纵系统使飞机各操纵面按操纵指令的规律偏转,从而实现对飞机各种飞行姿态稳定的控制.(P1) 2 飞机飞行操纵系统按操纵指令如何划分?各有什么特点? 答:(1) 分为人工飞行操纵系统(MFCS)和自动飞行控制系统(AFCS). (2) 操纵指令由驾驶员发出的属于前者. (3) 操纵信号不是驾驶员的操纵信号,而是飞机本身的飞行参数信号,属于后者. 3 飞行操纵系统发展了几代?各是什么? 答:(1) 第一代:简单机械操纵系统 (2) 第二代:不可逆助力操纵系统. (3) 第三代:控制增稳系统 (4) 第四代:电传操纵系统. 1.1 飞机操纵系统的设计要求和基本原理 1 如何保证驾驶员正常操纵飞机? (1)驾驶员的操纵动作必须符合人的本能反应和习惯 (2)驾驶员通过驾驶杆或驾驶盘可同时操纵副翼和升降舵,两舵面的偏转应保证互不干扰 (3)驾驶员的操纵杆力和杆位移要恰当 (4)纵向,横向或航向的操纵杆力要匹配. (5)操纵系统的启动力应在合适的范围内. (6)限制操纵系统的操纵延迟 (7)具有既合适又足够的驾驶杆利和位移,以保证舵面的最大偏转角和完成飞机作各种机动的要求, (8)操纵系统元件和其他相邻结构之间要保持一定的间隙,以保证操纵系统在任何飞行状态下不被卡死. 2 飞机的操纵系统由哪两部分组成?各指什么? (1)由中央操纵系统和传动系统两部分组成 (2)驾驶员直接操纵的部分称中央操纵系统,从中央操纵系统至舵面之间的部分称传动系统 3 中央操纵系统有哪些组成形式? (1)中央操纵系统由手操纵和脚操纵两部分组成 (2)常规的手操纵机构有驾驶杆式和驾驶盘式两种.部分采用电传操纵的现代高机动歼击机使用敏感驾驶手柄. (3)脚操纵机构有平放式和立放式两种,前者多与驾驶杆式手操纵机构组合, 后者多与驾驶盘式手操纵机构组合 4 传动系统有哪些组成形式? (1)由拉杆摇臂组成的硬式传动系统

论风力发电及风力机械特性(新版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理）单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 论风力发电及风力机械特性(新版)

论风力发电及风力机械特性(新版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。全球经济增长对能源需求日渐强烈，我国作为人口大国和工业大国，对能源的需求和能源短缺之间的矛盾日渐尖锐，石油市场的竞争耗费了我国大量人力物力，我国为了保证石油供应的稳定付出了巨大的代价。为了缓解能源供应紧张，我国对于可再生能源的重视程度逐渐加大，可再生能源占能源消耗的比例总比例也就见增大。作为清洁能源的重要组成部分，风力发电拥有巨大的发展潜力，是关乎国家能源环境未来的重要技术。本文就风力发电和锋利机械的特性进行简单探索，意在实现对风力机械的精确控制和对风力资源利用率的提高。风力发电除了具有可再生的优势之外，还具有清洁无污染的特点，对比火力发电和核电，风力发电无排放。在几十年的经济建设中我们犯了很多错误，对环境无节制的利用和破坏导致了大自然的报复，雾霾、沙尘暴等等就是最直接的例子。从地理上研究，我国处于亚热带季风气候，全年大部分地方都有很强的劲风，而且我国幅员辽阔，有着大面积的丘陵和平原，对于风力发电需要的大面积风车群提供了广

机翼原理

飞机机翼原理机翼各翼面的位置图图片说明：上图为机翼各翼面的位置图，民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。机翼上各操纵面是左右对称分布，部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行；同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件，在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面：副翼，还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外，机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备，机翼的主要内部空间经密封后，作为存储燃油的油箱之用。相关名词解释：翼型：飞机机翼具有独特的剖面，其横断面（横向剖面）的形状称为翼型，称为翼型前缘：翼型最前面的一点。后缘：翼型最后面的一点。翼弦：前缘与后缘的连线。弦长：前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形，一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长迎角(Angle of attack) ：机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身

轴线不同)的夹角叫迎角，也称为攻角，它是确定机翼在气流中姿态的基准。翼展：飞机机翼左右翼尖间的直线距离。展弦比：机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。上（下）反角：机翼装在机身上的角度，即机翼与水平面所成的角度。从机头沿飞机纵轴向后看，两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理，向下垂时的角度就叫下反角。上（中、下）单翼：目前大型民航飞机都是单翼机，根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上（中、下）单翼飞机也有称作高、中、低单翼。机翼安装在机身上部（背部）为上单翼；机翼安装在机身中部的为中单翼，机翼安装在机身下部（腹部）为下单翼。上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机，由于高度问题，此时起落架等装置一般就不安装在机翼上，而改在机身上，使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。中单翼因翼梁与机身难以协调，几乎只存在理论上；下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型，由于离地面近，便于安装起落架，进行维护工作，使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。机翼在使飞机升空飞行中的重要作用飞机在飞行过程中受到四种作用力：升力----由机翼产生的向上作用力重力----与升力相反的向下作用力，由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生推力----由发动机产生的向前作用力阻力----由空气阻力产生的向后作用力，能使飞机减速。由此可见，机翼的主要功用就是产生升力，以支持飞机在空中飞行。它为什么能产生升力呢？首先要从飞机机翼具有独特的剖面说起，前面名词解释已提到，机翼横断面（横向剖面）的形状称为翼型，机翼剖面的集合特性与机翼的空气动力有密切的关系。从侧面看，机翼顶部弯曲，而底部相对较平。机翼在空气中穿过将气流分隔开来。一部分空气从机翼上方流过，另一部分从下方流过。

飞机订票系统设计报告

算法与数据结构程序设计题目：飞机订票系统学院：计算机科学与过程学院专业：信息安全姓名：学号：指导教师：王瑞霞 2011年9 月9 日

目录引言 (1) 1.系统概述 (1) 2.课程设计的目的 (2) 3.需求分析 (3) 4.详细设计 (4) 5.所遇到的问题和分析解决 (10) 6.系统特色及关键技术 (10) 7.结论 (10)

引言：当今时代是飞速发展的信息时代，科技的日新月异的发展必然会给人们的生活带来一定的变化。就数据处理方面来说，单纯的手工操作不仅工作量大、出错率高、更面临着修改难，时间成本过高的问题，寻求一种更为细致安全，高效率的数据管理方式成为人们日益探讨和追求的问题。而现代计算机的出现使者些成为了现实。从上世纪七十年代问世至今，计算机已经不是单纯的数据计算机器，它已经被广泛地应用于信息系统的环境。尤其对于复杂的信息管理，计算机往往表现出极高的效率和安全性。本文论述的飞机订票系统是为公司的管理者提供的一种集录入、删除、查询修改、排序、统计等于一体的便捷的飞机订票系统。该系统主要使得顾客订票能够更方便快捷。为此，本系统能够给他们带来一些较为方便快捷的导航帮助。本系统论述了飞机订票系统的开发目标、实现过程，并着重介绍了系统设计、所遇到问题的分析和解决、系统特色及关键技术等方面。本文共分为6章： 1.系统概述 2.课程设计的目的 3.需求分析 4.详细设计 5.所遇到的问题和分析解决 6.系统特色及关键技术 7.结论（心得体会） 1.系统概述数据结构是计算机存储、组织数据的方式，是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。关于数据结构在计算机学界至今还没有标准的定义： Sartaj Sahni 在他的《数据结构、算法与应用》一书中称：“数据结构是数据对象，以及存在于该对象的实例和组成实例的元素之间的各种联系。这些联系可以通过定义相关的函数来给出。”他将数据对象定义为“一个数据对象是实例或值的集合”。 Clifford A.Shaffer 在《数据结构与算法分析》一书中的定义是：“数据结构是ADT（抽象数据类型Abstract Data Type）的物理实现。” Lobert L.Kruse 在《数据结构与程序设计》一书中，将一个数据结构的设计过程分成抽象层、数据结构层和实现层。其中，抽象层是指抽象数据类型层，它讨论数据的逻辑结构及其运算，数据结构层和实现层讨论一个数据结构的表示和在计算机内的存储细节以及运算的实现。而本人的理解，数据结构通俗来讲就是将数据元素依据某种逻辑联系组织起来通过特定的算法将理论运用到生活中解决一些现实问题应用。在这次课程设计中，正是基于这样一种理念，在经过需求分析将实际情况综合起来之后设计并开发出了这样一个飞机订票系统。本系统的主要功能是通过接收顾客的输入建立航班信息、顾客信息、订票情

微型飞行器的发展浅谈

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/7e15067498.html, 微型飞行器的发展浅谈作者：叶洋郭晓庆朱丽萍来源：《农家科技下旬刊》2015年第12期摘要：随着微型飞行器布局与结构设计技术、动力和能源技术、微型飞行器飞行和控制技术等的日益发展成熟，微型飞行器开始在新世纪的舞台上大放光彩。今天，凭借其自身独特的优势，微型飞行器已经在军事行业及一些民用行业中得到了广泛应用。本文简要介绍了微型飞行器的发展过程、发展现状及发展方向，以使读者对微型飞行器有一个初步的认识。关键词：微型飞行器；微型飞行器系统；发展 1992年，美国国防高级计划研究局在兰德公司召开的一次未来军事技术研讨会上，由兰德公司的研究小组提交了一份关于军用微系统的调查报告——《未来军事行动中的技术驱动力革命》，这份报告中首次提出了微型飞行器的概念，从此，这种新的飞行器开始正式登上历史舞台。那么，究竟什么是微型飞行器？微型飞行器是对目前尺寸最小的一类飞行器的称呼，它既与有人飞行器不同，也与常规的无人机不同，目前为止，国际上对微型飞行器还没有一个准确的定义，但根据美国国防高级研究计划局最初提出的一些数据规定，我们可对微型飞行器做如下表述：特征尺寸不大于15cm；时速为30～60km/h；重量仅50～100g；可携带20g的有效载荷；飞行20～60min；可实时传输图像；能自主控制飞行。最一开始，微型飞行器是为了满足“单兵作战”的要求而生的，为了能达到“单兵就能携带”的目的，使单兵装备更加多样化、数字化和智能化，科学家研究制造了最早的无人机，如美国佛罗里达大学研制的15cm固定翼微型飞行器，Aerovironment公司先期研制的“黑寡妇”15cm 固定翼飞行器。与一般的飞行器不同，微型飞行器不光在尺寸上小了很多，其气动特性与常规飞行器相比也有很大的不同，一般飞行器的气流雷诺数通常在107以上，而微型飞行器的雷诺数竟小到103～104，这直接导致了微型飞行器在飞行原理、构造类型、布局和内部的控制等诸多方面都大异于常规飞行器。所以，从一开始，微型飞行器就宣告了一个全新存在的诞生。微型飞行器具体都有哪些特点呢？早在真正的微型飞行器诞生之前，美国国防高级研究计划局就提出，微型飞行器及其系统应具有如下特点：（1）适合军用（2）能携带全天候的近距离成像系统，分辨率应足以使操作人员分辨出发送区内的重要细节。

免费飞机设计：MAV微型飞行器研究进展与总体设计

第30卷 11邹辉等：高超声速湍流高效模拟算法第30卷第6期2010年 12月飞机设计 AIRCRAFT DESIGN V ol. 30 No. 6 Dec 2010文章编号：1673-4599（2010）06-0011-06 MAV微型飞行器研究进展与总体设计孙瑜，张杰，刘虎，武哲（北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191）摘要：系统地介绍了微型飞行器的定义、类型、任务和国内外发展现状，提出了现在微型飞行器设计的技术难点，即在气动力计算时，经典的空气动力学不再适用以及缺乏小展弦比机翼在低雷诺数下飞行的试验数据，针对这一难点提出了一套系统的设计方案，分为3个部分，分别是气动力建模、多学科优化和仿真与试验。在气动力建模中采用试验与数值计算相结合的设计方法，在基础试验数据的粗略估算后进行CFD计算达到准确设计的效果。在多学科优化中重点对续航能力进行了优化。最后通过比较仿真的结果和原型机飞行试验的数据对设计进行了验证和反馈。此套设计方法适用于大多数微型飞行器的设计。关键词：微型飞行器；研究进展；总体设计中图分类号：V221 文献标识码：A Research Status and Conceptual Design of Micro Air Vehicle SUN Yu , ZHANG Jie , LIU Hu , WU Zhe ( School of Aeronautic Science and Technology, Beijing University of Aeronautics and Astronautics , Beijing 100191, China ) Abstract : The de ? nition, classi ? cation and function of the Micro Air Vehicle (MA V) are introduced as well as its developing status in the world. The technical dif ? culty of MA V design is put forward, that is the classic aerodynamics is no longer applicable under a serious influence of low Reynolds numbers, and flight test data of low aspect ratio wing is lacked. According to that difficulty, a systematic design scheme is proposed that includes aerodynamic modeling, multi-disciplinary optimization and simulation and testing. Numerical calculation combined with experiment is used in aerodynamic modeling. Multi-disciplinary optimization is emphasized on the capacity of endurance, and ? nally, the design veri ? cation and feedback by comparing simulation results and prototype ? ight testing data. This design method applies to most MA V design.Key words : MA V ; developing status ; conceptual design 收稿日期：2010-03-17；修订日期：2010-09-20 微型飞行器（Micro Air Vehicle, MAV）又称纳米飞行器或微纳米飞行器。微型飞行器定义为一种尺寸为15 cm大小并能靠其自身能力飞行和完成各种探测任务的飞行器[1]。微型飞行器是于20世纪90年代发展起来，其应用技术基本上已超出传统的飞机设计和空气动力技术的研究范畴，是对传统航空技术的一种挑战，同时它的出现也开拓了纳米技术和微机电系统技术在航空领域的应用。微型飞行器的发展和应用，必将推动国防科技工业的发展，并且具有广阔的民用前景。