在綜合分析了燃油動(dòng)力、電動(dòng)力和混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)后,本文設(shè)計(jì)了一種引入分布式布局的新型油電組合動(dòng)力無(wú)人機(jī)。該無(wú)人機(jī)既保留了燃油的高能量密度以保證續(xù)航能力與負(fù)載能力,又利用螺旋槳的滑流效應(yīng)充分的發(fā)掘分布式電推進(jìn)系統(tǒng)與機(jī)翼氣動(dòng)力特性的綜合設(shè)計(jì)的潛力,減輕動(dòng)力系統(tǒng)與機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量。具體來(lái)講本文在某款超輕型電動(dòng)飛機(jī)的基礎(chǔ)上對(duì)其動(dòng)力系統(tǒng)與機(jī)翼進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),用布置在機(jī)翼前緣的多個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的多個(gè)螺旋槳和一個(gè)安裝在機(jī)頭位置的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)及其獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的單個(gè)螺旋槳系統(tǒng)來(lái)取代參考機(jī)型的單個(gè)大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)單個(gè)螺旋槳的動(dòng)力系統(tǒng)。利用動(dòng)量理論與CFD數(shù)值模擬的方法,對(duì)布置在機(jī)翼不同相對(duì)位置的螺旋槳所產(chǎn)生的滑流對(duì)機(jī)翼氣動(dòng)力的影響進(jìn)行了分析,找出能在較大程度上提高機(jī)翼氣動(dòng)效率的位置,并對(duì)對(duì)應(yīng)的機(jī)翼幾何參數(shù)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),提出了分布式推進(jìn)系統(tǒng)參數(shù)與機(jī)翼幾何參數(shù)的綜合設(shè)計(jì)方法。對(duì)該分布式油電組合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力參數(shù)匹配,確定了最佳電機(jī)個(gè)數(shù)與單個(gè)電機(jī)功率、選擇了與電機(jī)匹配的螺旋槳、選擇了合適的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、確定了電池的容量和油箱的體積、設(shè)計(jì)了與方案相對(duì)應(yīng)的機(jī)翼形式。對(duì)飛機(jī)的總重量、起飛滑跑距離、爬升率、機(jī)動(dòng)性、續(xù)航時(shí)... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

早期螺旋槳運(yùn)輸機(jī)

飛機(jī)在起飛階段需用功率較大，燃?xì)鉁u扇發(fā)動(dòng)機(jī)不帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，此時(shí)六量由儲(chǔ)能裝置中預(yù)先存儲(chǔ)的電能提供；在飛機(jī)進(jìn)入巡航飛行時(shí)所需功率渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)依然保持經(jīng)濟(jì)功率狀態(tài)工作并將額外的動(dòng)力輸送給電動(dòng)機(jī)池充電；在飛機(jī)下落的時(shí)候關(guān)閉燃?xì)鉁u扇發(fā)動(dòng)機(jī)，使飛機(jī)進(jìn)入滑翔狀態(tài)槳在氣流的吹動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，最大程度的回收能量。根據(jù)羅羅公司報(bào)告，過(guò)將動(dòng)力系統(tǒng)集成在翼身融合體的結(jié)構(gòu)上，使得上表面邊界層氣流被風(fēng)而極大地了改善機(jī)體上表面的流場(chǎng)。同時(shí)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的總重得到明顯的減也有顯著地減小。

圖 1.3 LEAPTech 分布式推進(jìn)系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了高能靜態(tài)試驗(yàn)后，在 2014 年 11 月該試驗(yàn)臺(tái)被裝配在一個(gè)支撐架上，該支撐架通過(guò)一個(gè)吸震安全氣囊與一個(gè)卡車(chē)相連進(jìn)行高速實(shí)的卡車(chē)運(yùn)載著的試驗(yàn)臺(tái)來(lái)替代風(fēng)洞的吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)可以得到全尺寸模型極據(jù)，并大幅降低實(shí)驗(yàn)的成本。該實(shí)驗(yàn)測(cè)試了這些小型電動(dòng)螺旋槳將多源翼上表面時(shí)產(chǎn)生的升力的特性[7]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]螺旋槳/機(jī)翼氣動(dòng)干擾的數(shù)值模擬研究[D]. 白方兵.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]螺旋槳?dú)鈩?dòng)特性及螺旋槳滑流的CFD模擬研究[D]. 胡冶.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]螺旋槳滑流與飛機(jī)部件氣動(dòng)干擾的工程估算方法研究[D]. 王傳斌.南京航空航天大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3011615