低雷诺数小型无人飞机气动设计

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1、第42卷第6期2012年11月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．42No．6NOV．2012低雷诺数小型无人飞机气动设计马献伟1一，白俊强1(1．西北工业大学航空学院，陕西西安710072；2．中国人民解放军91395部队，北京102488)摘要：讨论了当前固定翼小型无人驾驶飞行器(SUAV)的发展。分析了低雷诺数的空气动力特性，包括分离气泡和展弦比的影响。根据设计性能指标，进行总体参数估算，完成了两种方案的外形设计，分别采用了常规式和飞翼式的布局形式，由此进行了不同的低雷诺数翼型和机翼配置，并对设计结果进行了气动分析。讨论了两种布局形式的优

2、缺点。包括起降性能、稳定性，完成了总体气动方案的初步设计。关键词：小型无人驾驶飞行器；气动设计；低雷诺数；层流气泡分离；展弦比中图分类号：V21l文献标识码：A文章编号：1671．654X(2012)06—0017．04SmallUnmannedAerialVehicleAerodynamicDesignofLowReynoldsNumberMAXian—weil一，BAIJun—qian91(1．School矿Aeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’6tn710072，China；2．Unit91395，The尸_以，Bei

3、jing102488，China)Abstract：Thecurrentdevelopmentofsmallunmannedaerialvehicles(SUAV)bytheplatformoffixed—wingisdiscussed．TheaerodynamiccharacteristicsoflowReynoldsnumber，andtheinfluencetolaminarseparationbubbleandaspectratioareanalyzed．Accordingtothedesignperformancetarget，theoverallparametersarees

4、timatedandtheshapedesignoftwodesignsarecompleted．Normalandflyingwinglay—outisrespectivelyapplied．ThenthedifferentairfoilandwingwithlowReynoldsnumberareusedandtheaerodynamicanalysisoftheresultisachieved．Theadvantagesanddisadvantagesoftwolayoutformsarediscussed，includingtake．offandlandingperformanc

5、eandstability，theoverallaerodynamicdesignschemeiscompleted．Keywords：SUAV；aerodynamicdesign；lowreynoldsnumber；laminarseparationbubble；aspectratio引言在近十年来世界范围内的高科技局部战争中，无人驾驶飞行器(SUAV)发挥了很重要的作用，执行诸如战场侦查、炮火定位、通讯中继、战损评估、边防巡逻等任务，均十分出色。同时在民用领域，如生化及核环境探测、地球物理探矿、农业环境监测、灾情防救等危险和特殊环境中，遥控和自主控制的无人飞机也越来越受到人们的青睐。

6、例如，在我国近年来的汶川、玉树地震中执行灾情航拍，从而为快速判断灾情提供第一手资料。由于用途广泛，许多国家都对其十分重视。目前从事研究和生产无人机的有中国、美国、俄罗斯、以色列、英国等近50个国家，无人机的型号已经增加到300种以上。一般按外形尺寸可将无人机分为：普通无人机(I>300cm)、小型无人机(100—300cm)、超小型无人机(15—100cm)及微型无人机(≤15cm)。小型无人机由于其尺寸小、重量轻、成本低、功能强，并且飞行高度不高，执行侦查任务拍摄到的地面景物十分清楚，而机体体积及飞行声音很小，不易发现，所以侦察和监视的效果很好，故此备受青睐。在小型无人机领域，目前世界

7、上比较著名的采用常规式布局的主要有：美国的“指针”、“影子一200”，俄罗斯的“索科儿”、“雅克一61”，以色列的“侦察兵”、“搜索者”，英国的“凤凰”，芬兰的“巡逻兵”，印度的“Nishant”，中国的ASN系列无人机等。著名的飞翼式或者三角翼布局的有：美国的“暗星”，俄罗斯的“T一24B”，以色列的“云雀”、“哈比”，英国的“幻影”、“渡鸦”等无人机⋯。收稿日期：2012—07—06修订日期：2012—07—23基金项目：总装备