论文摘要
扑翼飞行器有着良好的隐蔽性、机动性以及低能耗性,在许多方面有着广泛的应用前景。近30年来,研究人员为了研制扑翼飞行器对昆虫和鸟类的飞行机理进行了大量的研究,其研究成果为扑翼飞行器的研制提供了有力的支持。相较于单翅的鸟类和昆虫,复翅昆虫的飞行有着更好的平稳性和机动性,但其气动机理也更加复杂。在复翅情况下,多参数之间耦合对气动力有着不可忽视的影响,本文以蜻蜓为参考建立复翅扑翼模型,对多个扑动参数和几何参数之间的耦合在悬停时对气动力的影响进行实验研究,以期为复翅扑翼飞行器的研制提供参考。本文首先研制了一套能够模拟复翅昆虫悬停飞行的扑翼模型,并搭建了能够测量多参数之间耦合对气动力影响的实验平台。实验平台包含复翅扑动机构、运动控制系统、底层和上层程序、测力传感器四个部分。实验装置中的扑翼模型按照文献中复翅昆虫悬停时的观测数据,在单片机的控制下完成扑动运动,并测量了该模型的运动拟合精度。在搭建的实验平台上,首先针对扑动频率、扑动幅值以及前后翅相位差等三个扑动参数之间耦合对气动力的影响开展了实验研究。实验结果表明三个扑动参数之间耦合对平均升力系数有着较大的影响,随着扑动频率的增大,平均升力系数随着扑动幅值的增大而减小;而三个扑动参数之间耦合对平均推力系数的影响较小。接着针对前后翅间距和扑动参数之间耦合对气动力影响开展了实验研究。实验结果表明前后翅间距和扑动参数之间耦合对平均升力系数的影响较小,而对平均推力系数的影响较大。前后翅间距存在一个合理间距,当前后翅间距在该范围内时,平均推力系数随扑动幅值的增大而增大;当前后翅间距大于或者小于该范围内时,平均推力系数随扑动幅值的增大先增大后减小。本文的研究揭示了仿生复翅扑翼飞行器多参数之间的耦合对气动力的干扰,研究成果对制作扑翼样机提供一定的理论参考。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 侯茂生
导师: 周超英
关键词: 扑翼飞行器,气动特性,参数耦合,复翅干扰
来源: 哈尔滨工业大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 力学,航空航天科学与工程
单位: 哈尔滨工业大学
分类号: V211.59
DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.001777
总页数: 61
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