[发明专利]飞翼布局无人机机翼多构型协调设计方法

说明书

本发明涉及无人机设计领域，尤其涉及一种飞翼布局无人机机翼多构型协调设计方法，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。本发明设计方法简单，实用性较好，避免了方案设计的反复迭代，同时解决了飞翼布局无人机多构型机翼设计的关键难题‑气动设计难题，进一步推动飞翼布局无人机机翼变构型技术落地，具有较高的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及无人机设计领域，尤其涉及一种飞翼布局无人机机翼多构型协调设计方法。

背景技术

飞翼布局无人机具有空气动力效率高、隐身性能好、结构重量轻、有效装载空间大等优势，已经成世界公认的未来飞机的主要发展方向及世界各军事强国目前的研发热点，例如美国的B2轰炸机、X47B无人机、RQ180无人机，法国的“神经元”及英国的“雷神”等。由于机翼是产生全机升力产生的主要部件，机翼的布局形式决定了无人机的用途，例如远航程、长航时要求无人机具有较高的升阻比，其机翼一般设计为大展弦比、小后掠角，高隐身要求无人机具有较大的后掠角。因此，针对高隐身设计的无人机不能满足长航时飞行要求，针对长航时飞行设计的无人机不能满足高隐身能力要求，这将导致一型无人机在执行任务时存在局限性。

多构型机翼是考虑将机翼设计为可更换的通用部件，从而达到通过互换不同的机翼实现无人机构型的快速转换，从而达到同一型飞机能够适应不同任务/功能/领域需求的目的，这种设计将大大减少无人机数量及保障设施、降低成本，同时增加无人机使用率，使用效费比更高。

飞翼布局无人机多构型机翼设计未来将成为无人机设计领域的重大技术变革，但从气动设计上来看，配装不同的机翼，全机的气动性能完全不同，特别是针对飞翼布局类，其纵、横、航向气动特性均会显著变化，同时全机的气动焦点及重心匹配也会发生改变，从而带来一系列无人机匹配与控制难题。因此，针对多构型机翼的飞翼布局无人机，不同构型机翼之间的协调设计是非常重要的。在飞翼布局无人机机翼变构型研究方面，目前公开的有成都飞机设计研究所的专利号为CN201420760818.9、名称为《一种模块化飞翼布局》，该专利仅公布了方案，未公布其设计方法，所以，对于飞翼布局无人机机翼变构型设计，首先要解决其气动设计上的难题，进一步推动机翼变构型技术走向工程应用化。

发明内容

本发明为了解决飞翼布局无人机多构型机翼的气动协调设计难题，以中小展弦比飞翼布局无人机基本构型，提出了一种飞翼布局无人机机翼多构型协调设计方法。

为实现上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种飞翼布局无人机机翼多构型协调设计方法，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。

进一步地，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)