[发明专利]飞翼布局无人机机翼多构型协调设计方法

权利要求书

1.一种飞翼布局无人机机翼多构型协调设计方法，其特征在于：包括

步骤一，机翼尺寸参数协调设计；

步骤二，翼平面参数协调设计；

步骤三，机翼剖面参数协调设计；

步骤四，机翼翼型协调设计；

步骤五，与中小展弦比飞翼布局无人机平台所匹配大展弦比机翼协调设计；

针对每组外形，通过仿真筛选出巡航升阻比最大、且低头力矩最小的方案作为最终的大展弦比机翼方案。

2.根据权利要求1所述的飞翼布局无人机机翼多构型协调设计方法，其特征在于：所述步骤一包括：

步骤a)确定机翼面积S：

设巡航升力系数C_L，根据使用需求，确定巡航设计参数：巡航速度V、巡航高度H、巡航重量G，由升力L和重力平衡：

G＝L (1)

联合公式(1)～(2)得到：

其中ρ为巡航高度H所对应的空气密度。

步骤b)确定机翼展长b_R：

机翼展弦比A为15～20，根据展弦比与机翼面积的关系：

计算得到机翼展长为：

步骤c)确定机翼根弦长c_r及梢弦长c_t：

无人机机翼梢根比λ一般为0.3～0.5，即：

梯形翼面积计算公式为：

联合公式(5)～(6)得到：

。

3.根据权利要求2所述的飞翼布局无人机机翼多构型协调设计方法，其特征在于：步骤二具体为：

机翼平面参数包括机翼后掠角Λ_ω和机翼站位h_y，设控制系统对无人机稳定裕度的要求为C_mCL，稳定裕度C_mCL范围为-0.1～-0.05，无人机平台的设计重心G_y为已知值，根据重心与气动焦点的换算关系计算得到新机翼的设计焦点位置x_F应为：

x_F＝G_y-C_mCL*b_A (9)

公式(9)中，b_A为机翼平均气动弦长，对于一般梯形机翼，平均气动弦计算公式为：

公式(10)中，b_平均为机翼几何平均弦长、η为根梢比，具体计算公式为：

采用升力面理论来计算大展弦比梯形机翼的焦点位置：

公式(13)中，为b_A的展向站位：

联合求解公式(9)～(14)得到：

从公式(15)可以看到，机翼后掠角Λ_ω和机翼站位h_y呈线性一一对应关系。

4.根据权利要求3所述的飞翼布局无人机机翼多构型协调设计方法，其特征在于：根据机身约束条件：

步骤a)机翼后掠角Λ_w和机身后掠角Λ_b应满足以下关系

46°≤Λ_b-Λ_w≤54° (15)

步骤b)机翼前缘与机身对接位置应选取在机身展向90％～95％位置，通过画图判断法得出某一确定后掠角下的机翼站位范围；

结合公式(15)及机身约束条件，机翼后掠角Λ_ω和机翼站位h_y可组成有限数据集：

。