一种多段机翼水面起降地效无人机气动特性

V221%TJ760; 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...

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Published in航空兵器 Vol. 31; no. 3; pp. 119 - 128
Main Authors 刘战合, 夏陆林, 马云鹏, 王菁, 张芦, 吴浩坤
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 郑州航空工业管理学院航空宇航学院,郑州 450046%大连海事大学船舶与海洋工程学院,辽宁大连 116026%北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京 100191%武汉理工大学航海与能源动力学院,武汉 430070 30.06.2024
Subjects
multi-segment wing
ground effect
take off and landing from water surface
船身式
un-manned aerial vehicle
hull fuselage
无人机
气动性能
地面效应
aerodynamic performance
水面起降
多段机翼
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ISSN1673-5048
DOI10.12132/ISSN.1673-5048.2023.0154

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Summary:V221%TJ760; 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.
ISSN:1673-5048
DOI:10.12132/ISSN.1673-5048.2023.0154