火星上稀薄的大氣為火星飛行器的存在提供了必要的條件。因?yàn)榛鹦菑?fù)雜的地形地貌環(huán)境極大地限制了火星車的運(yùn)動范圍和能力,所以能夠協(xié)助火星車完成任務(wù)的火星飛行器具有非常重要的存在價值�；鹦秋w行器作為空中協(xié)助平臺的意義主要體現(xiàn)在以下四個方面:飛行器能夠極大的提升火星探測的效率;飛行器能夠應(yīng)對惡劣的火星地形環(huán)境,到達(dá)火星車無法到達(dá)的區(qū)域;飛行器可以懸停在峭壁周圍取壤或進(jìn)行其它操作;飛行器可以憑借高空視野擴(kuò)展探測范圍,并協(xié)助火星車選擇行進(jìn)方向以防陷入沙坑。火星飛行器的飛行性能主要取決于旋翼的氣動特性。因此需要針對火星大氣環(huán)境,開展對火星無人機(jī)旋翼氣動特性分析及實(shí)驗(yàn)研究。因?yàn)榛鹦谴髿饷芏葍H僅是地球大氣密度的1.4%,并且氣溫很低,因此需要依據(jù)空氣流體知識分析火星大氣環(huán)境對無人機(jī)槳葉外流場流動狀態(tài)的影響;借助空氣動力學(xué)仿真研究槳葉翼型各參數(shù)對翼型升阻特性的影響,并完成槳葉翼型參數(shù)的優(yōu)選,確定適合火星環(huán)境的槳葉翼型。為評估無人機(jī)整個旋翼在火星大氣環(huán)境下的氣動特性,基于葉素動量理論,建立針對火星稀薄大氣的矩形槳葉葉素動量理論模型。采用空氣動力學(xué)仿真研究馬赫數(shù)、迎角對翼型升力阻力系數(shù)的影響。通過數(shù)值計(jì)算,預(yù)測... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 火星無人機(jī)樣機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 火星無人機(jī)機(jī)翼氣動特性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外研究綜述
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 火星無人機(jī)槳葉翼型氣動特性分析及優(yōu)選
    2.1 火星大氣對旋翼式無人機(jī)槳葉氣動特性的影響
    2.2 火星無人機(jī)旋翼翼型優(yōu)選
        2.2.1 翼型網(wǎng)格劃分及空氣流體仿真參數(shù)設(shè)置
        2.2.2 二維仿真中翼型的選擇原則
        2.2.3 優(yōu)化仿真結(jié)果
    2.3 本章小結(jié)
第3章 矩形槳葉葉素動量理論建模及數(shù)值計(jì)算
    3.1 矩形槳葉葉素動量理論建模
    3.2 升阻力系數(shù)隨馬赫數(shù)和迎角變化的規(guī)律
    3.3 旋翼氣動特性數(shù)值計(jì)算及結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 梯形槳葉平面形狀對旋翼氣動特性影響分析
    4.1 變弦長矩形槳葉葉素動量理論模型
    4.2 升阻力系數(shù)隨迎角、弦長和馬赫數(shù)變化的規(guī)律
    4.3 槳葉展弦比對旋翼氣動特性影響分析
    4.4 梯形槳葉葉素動量理論模型
    4.5 梯形槳葉錐度對旋翼氣動特性影響分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 火星旋翼式無人機(jī)旋翼氣動特性實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 無人機(jī)旋翼氣動特性實(shí)驗(yàn)測量裝置
    5.2 旋翼氣動特性實(shí)驗(yàn)研究
        5.2.1 矩形槳葉葉素動量理論驗(yàn)證
        5.2.2 槳葉安裝角和轉(zhuǎn)速對旋翼氣動特性影響
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]旋翼式火星無人機(jī)技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 趙鵬越,全齊全,鄧宗全,陳水添,楊婷婷.  宇航學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]雙拉力螺旋槳構(gòu)型復(fù)合式高速直升機(jī)旋翼/螺旋槳干擾流場分析[J]. 趙寅宇,黎鑫,史勇杰,徐國華.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]直升機(jī)/艦船耦合流場的數(shù)值模擬[J]. 蘇大成,史勇杰,徐國華,宗昆.  航空學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]世界深空探測發(fā)展態(tài)勢及展望[J]. 王帥,盧波.  國際太空. 2015(09)
[5]火星及其環(huán)境[J]. 歐陽自遠(yuǎn),肖福根.  航天器環(huán)境工程. 2012(06)
[6]火星探測的主要科學(xué)問題[J]. 歐陽自遠(yuǎn),肖福根.  航天器環(huán)境工程. 2011(03)
[7]微型旋翼懸停狀態(tài)氣動性能分析方法[J]. 唐正飛,王暢,高卓飛.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)

博士論文
[1]Hex-rotor無人機(jī)多旋翼流場數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D]. 雷瑤.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2013
[2]無人直升機(jī)建模與控制技術(shù)研究[D]. 王小青.南京航空航天大學(xué) 2009

碩士論文
[1]微型共軸雙旋翼氣動特性分析方法與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 高卓飛.南京航空航天大學(xué) 2011
[2]小型無人直升機(jī)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理[D]. 李磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]直升機(jī)旋翼模型氣動特性試驗(yàn)研究[D]. 袁紅剛.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007



本文編號：2993333