【技术实现步骤摘要】
一种基于多段式可伸缩机翼的飞行器气动设计方法
[0001]本专利技术专利属于空天飞行器气动外形设计领域，涉及一种基于多段式可伸缩机翼的飞行器气动设计方法。
技术介绍
[0002]目前，飞行器对机动性、稳定性、飞行效率等提出了越来越高的要求。但是，传统固定外形飞行器的气动性能难以满足不同飞行和作战任务需求。从地面到临近空间，空域跨度越来越大，气压、温度变化巨大，同时飞行马赫数从低速到超声速，甚至到高超声速。不同环境条件对飞行器的外形要求差异巨大，固定外形飞行器难以满足要求。在此背景下，提出了变形翼技术。
[0003]变形翼技术不但能够改善飞行器的气动特性，增强续航能力、隐身能力、机动性能，还能实现跨越介质、多栖使用。将变形翼技术与飞行控制结合起来，可利用变形翼辅助机动。通过主动变形还可以延长部件疲劳寿命，增强飞行安全性能。综上所述，融合变形翼设计的无人飞行器是空天飞行
的研究热点。
[0004]为提升飞行器的升力、机动等气动特性，根据可查文献及报告，绝大多数的变形翼技术采用的是变展长、变弦长、变掠角等单一...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多段式可伸缩机翼的飞行器气动设计方法，所述飞行器包括机体、空气舵和变形翼，所述机体包括前部的细长体和后部的机腹，所述细长体内设有载荷I，所述机腹内设有载荷II，所述空气舵设置在机体的尾部，所述变形翼安装在机体上，其特征在于，所述设计方法包括如下步骤：步骤一、变形翼的基本外形设计：所述变形翼为多段式可伸缩机翼，且多段式可伸缩机翼可全部收入机体内；步骤二、机体上表面设计：确保机体的细长体能装下载荷I，且机体表面的高度不能超过发射平台的半径；步骤三、机体下表面设计：确保细长体能满足布置的机翼最大厚度，机腹能装下载荷II的前提下，采用二元多斜板压缩构型或乘波构型增升构型；步骤四、空气舵设计：采用可用来调整飞行器的力矩及升力和飞行方向的可转空气舵。2.根据权利要求1所述的基于多段式可伸缩机翼的飞行器气动设计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述变形翼包括n段机翼，且第n段机翼可收进第n
‑
1段机翼里；所述变形翼的基本外形设计，具体包括如下步骤：步骤(1)确定变形翼的轮廓外形，所述变形翼的各段机翼的外轮廓线与机体外轮廓线形状一致；步骤(2)确定变形翼的旋转中心，将旋转中心设置在飞行器的最前缘；步骤(3)确定变形翼的最大厚度及变形翼的段数：根据最大应力理论可计算出变形翼承载对应气动载荷的最小厚度h，基于飞行器的外形限制，可得到允许布置机翼的最大厚度H，通过计算H/h确定机翼段数n；步骤(4)确定变形翼每段机翼转角的范围：根据机体法向投影面积最大值设计变形翼的全部展开时的最大转角，并根据各段机翼的轮廓形状的确定各段机翼的转角Θ。3.根据权利要求2所述的基于多段式可伸缩机翼的飞行器气动设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中变形翼的轮廓外形的设计方法如下：步骤(A)确定机体外部包络面：根据给定的发射平台外部尺寸，确定变形翼全收状态时的机体外部包络面尺寸；飞行器发射平台为圆柱型，发射平台的外部半径为R，发射平台的长度为L，则机体外部包络面的宽度为2R，长度为L；步骤(B)确定机体法向投影面积范围：根据给定的飞行器升阻比变化范围[(L/D)
min
,(L/D)
max
]，以及全程任务剖面的“高度
‑
速度”曲线及其对应的飞行攻角，估算飞行器机体的法向投影面积的范围[S
min
,S
max
]，其中，L/D代表是升阻比，全程任务剖面是指“地面起飞—高空巡航—任务执行”的飞行器工作全程任务剖面；S
min
为变形翼全收状态的机体法向投影面积；S
max
为变形翼全展开后的机体法向投影面积；步骤(C)确定机体外轮廓：根据机体内部载荷I和载荷II的全局长和宽尺寸，确定机体前部细长体的V1和后部机腹
V2的投影尺寸，进而确定机体的外轮廓；步骤(D)依据以上部分确定细长体和机腹的外轮廓线，且保证变形翼全收状态时的机体法向投影...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞宗汉，于磊，靳梓康，李伟，孟凡硕，孙海亮，张伟，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：
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