【技术实现步骤摘要】
一种基于雕翼的仿生组合翼型设计方法
本专利技术涉及飞行器的高机动性机翼的组合翼型设计方法。
技术介绍
高机动性是实现未来飞行器智能越障、快速起降等的重要保障，高机动性和高敏捷性已成为未来无人飞行器甚至是下一代先进战斗机必备关键特征。随着各主要军事大国研究机构对无人机蜂群作战技术研究的深入，虽然在一些关键领域取得了较大的突破，但是面临的困难依然重重，目前各国依然需要重点攻克的高机动能力这一技术难题。自然界中鸟类可以毫无困难地实现快速转向、急停、栖息等高难度大机动的飞行动作，然而现有人类飞行器的机动能力相比远远低于自然界鸟类尤其是大型猛禽。究其原因主要在于鸟类拥有轻质高效的翅膀和特殊的翼型结构。现有飞行器翼型设计采用经典的升力理论且综合考虑油耗、结构强度、振动、机动性等等，设计采用的翼型往往具有“钝”尾缘形式，其机动能力已难以满足未来飞行器发展要求。本专利技术使用具有高机动能力的雕为母本，提取其包含基础翼型和飞羽翼型作为高机动机翼的组合翼型。通过对机动能力的计算，可以发现该类组合翼型可以大幅地提高机动过程中的空气动力载荷，有利于完成高机动动作。通过对国内外相关文献的检...
【技术保护点】
1.一种基于雕翼的仿生组合翼型设计方法，包括以下步骤：(1)确定雕的快速上仰姿态；栖息过程中翅膀快速上仰姿态有如下特征：翅膀呈现出近似M形状，飞羽成典型的下压姿态；采用高清高速摄像机从前、后、左、右、下多个角度跟踪拍摄雕栖息过程中翅膀变化规律，获得快速上仰姿态的多角度图片；(2)制作快速上仰姿态下的雕样本；调整并固定雕翅膀的肱骨、尺骨、桡骨，实现雕瞬间上仰姿态样本，并使样本外形与视频拍摄外形相一致，其中外形判别通过与步骤(1)中多角度快速上仰姿态图片对比获得；基于该姿态制作雕标本；梳理前缘覆羽，初级飞羽、次级飞羽，使羽毛紧密贴合以保证飞行外形；雕类羽翼是难以直接用于翼型测绘...
【技术特征摘要】
1.一种基于雕翼的仿生组合翼型设计方法，包括以下步骤：(1)确定雕的快速上仰姿态；栖息过程中翅膀快速上仰姿态有如下特征：翅膀呈现出近似M形状，飞羽成典型的下压姿态；采用高清高速摄像机从前、后、左、右、下多个角度跟踪拍摄雕栖息过程中翅膀变化规律，获得快速上仰姿态的多角度图片；(2)制作快速上仰姿态下的雕样本；调整并固定雕翅膀的肱骨、尺骨、桡骨，实现雕瞬间上仰姿态样本，并使样本外形与视频拍摄外形相一致，其中外形判别通过与步骤(1)中多角度快速上仰姿态图片对比获得；基于该姿态制作雕标本；梳理前缘覆羽，初级飞羽、次级飞羽，使羽毛紧密贴合以保证飞行外形；雕类羽翼是难以直接用于翼型测绘，需要专业人员基于生物学原理制作机动动作下的雕类标本，且实际测绘前需要对标本进行修形；(3)扫描前雕翼标本处理；采用生物用酒精清洁标本，人工粘结、修复翅膀翻毛、贴合不牢、残缺以获得保形的翅膀标本；选取尺骨中段的典型翼型区域，其中该区域包含一根完好的初级飞羽，区域宽度为初级飞羽宽度；(4)扫描翅膀，获取翅膀中段三维外形点云；对固定飞行姿态下的雕标本进行三维点云扫描，选取尺骨中段处翅膀为典型翼型所在区域，采用大跨度的绝对臂三维扫描仪进行扫描，获得中段处翅膀三维表面点云数据；(5)确定二维翼型位置，获取组合翼型点云；步骤(4)所获得的三维点云宽度较大，不利于提取二维翼型；选择中段处经过完好初级飞羽的中剖面截面为二维翼型所在截面，截取所得三维点云经过羽轴的中间剖面，获得剖面处的二维翼型点云；剔除翼型点云中因羽毛翘曲、翻毛引起的偏差点，获得组合翼型点云数据；(6)获得基础翼型和飞羽翼型点集；步骤(5)获得的组合翼型点云包含基础翼型点云和飞羽翼型点云两大部分；扫描点云中翅膀上表面点云、下表面点云交汇处为基础翼型和飞羽翼型分界点；分界点及以前为基础翼型点云；分界点及以后为飞羽翼型点云；在连接点处拆分翅膀截面翼型点云为基础翼型点云和飞羽翼型点云两部分；扫描点云中，基础翼型和飞羽翼型结汇点可能为一个小范围区域，选择次级飞羽羽轴末端与初级飞羽的交点为交汇点，...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐迪，邱雅柔，朱海，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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