作者:彭小龙; 华峰; 苏志强; 刘俊旭 期刊:《环球飞行》 2007年第09期
美国是对微型无人机领域进行研究的最早的国家,美国所研制的固定翼微型无人机已经在阿富汗战争中试用,美国在2000年就研制了一个微电机驱动、电池供电、质量仅约10克左右的扑翼微型无人机。由子微型电池动力有限,其他国家扑翼微型无人机最多仅持续飞行了18秒。
作者:朱建阳; 张加诚; 王钊 期刊:《工程力学》 2019年第10期
为了分析仿生翼型对半主动扑翼捕能性能的影响,该文在Fluent流体求解器的基础上,通过二次开发,编制了一套可有效求解流体流动、扑翼主动转动和被动往复扑动的计算程序。在此基础上,研究仿蜻蜓翼型、仿海鸥翼型、NACA0012和NACA0015四种翼型的捕能性能,结果表明采用仿生翼型的扑翼具有更好的捕能性能。进一步通过对不同外形扑翼的流场分析发现,采用仿生翼型可使扑翼在被动往复扑动过程中产生更强的涡流,并且在俯仰运动过程中可延缓...
作者:刘旭博; 于纪言 期刊:《兵器装备工程学报》 2019年第01期
参照典型鸽子翅翼的参数特征,构建鸽状翅翼模型并得出扑翅角度函数。而后借助Fluent软件,采用动网格技术,对扑翅过程中的流场状态进行数值计算,得到了翅翼扑动中的升力、阻力变化特点;基于仿真得到的升阻力系数曲线,分析扑翅运动过程中升阻力变化特征,并从不同角度展示并分析了翅翼扑扇过程中涡的动态过程。分析了升阻力系数随攻角的变化特性,并以实际鸟类飞行姿态为对比依据,证实仿真结果的合理性。
美国TechJect公司近日获得美国空军100万美金的资助,研制Robot Dragonfly扑翼式无人机.该无人机具有良好的机动性以及稳定性,其翼形结构能让其像真正的蜻蜓一样分肢节运动,能快速地从盘旋模式转换到飞行模式,完成复杂的航行任务.
作者:杨文青; 宋笔锋; 高广林 期刊:《西北工业大学学报》 2018年第04期
仿生微型扑翼飞行器是近年来国内外的研究热点,飞行性能计算是飞行器总体设计过程中的重要步骤。首先分析了扑翼飞行器与常规固定翼飞行器在性能估算方法方面的不同之处,基于扑翼气动计算与风洞实验测量的结果,提出了扑翼飞行器性能计算方法,并对所研制的扑翼飞行器的平飞性能、爬升性能、续航性能进行了计算与分析。扑翼的频率在一定程度上代表油门,而频率和升力、推力均是耦合的关系。计算结果表明,在一定频率下,可能存在...
作者:汪超; 周超英; 谢鹏; 张锐 期刊:《哈尔滨工业大学学报》 2018年第04期
扑翼飞行器是一种模仿鸟类和昆虫飞行方式的新型飞行器.翼型参数设计对提高扑翼飞行器性能至关重要,为研究扑翼翼型厚度和翼型弯度对前飞扑翼气动性能的影响,基于自然界中飞行生物的实验观测结果建立了前飞扑翼气动特性计算模型,针对不同厚度和弯度的NACA系列标准翼型,采用计算流体力学方法求解二维不可压缩非定常Navier-Stokes方程,基于有限体积法并结合动态网格技术,分析了低雷诺数条件下对应不同来流速度的刚性前飞扑翼气动力、...
作者:姜森; 郝永平; 李伦; 郭梦辉 期刊:《机床与液压》 2019年第13期
通过观察鸟类飞行时翅膀的运动轨迹,并基于空间连杆机构的理论,设计了一种可实现翅膀两个自由度运动的扑翼机构,通过两个空间连杆机构的相互配合,使翼尖处成功实现了空间“8”字形的运动轨迹,并可以改变扭转角而实现改变攻角的值,为之后仿生扑翼飞行器的设计提供了宝贵的经验。
作者:胡超; 谢中敏; 沈朝萍; 尚金秋 期刊:《装备制造技术》 2019年第01期
扑翼飞行器是根据鸟类和昆虫仿生原理研制的,相对于固定翼和旋翼飞行器有无可比拟的优势,对扑翼飞行器的传动机构进行了分析归类,分析了各自的优缺点和适用范围,并对已经研究的扑翼飞行器传动机构进行了介绍,最后对扑翼飞行器传动机构的研究进行了展望,并对传动机构研究面临的问题进行了讨论。
作者:杜晓旭; 张正栋 期刊:《工程力学》 2018年第04期
为了对比四种最常见的扑动方式对水下扑翼推进性能的影响规律,研究其对流场的影响机理,分别建立二自由度水下刚性扑翼计算模型。基于Realizablek-ε湍流方程,利用有限体积法(FVM)求解非定常雷诺平均N-S(URANS)方程,结合动网格技术对不同扑动方式下的扑翼非定常水动力性能展开数值计算,并对流场结构进行分析,揭示其影响规律。计算结果表明:四种扑动方式对扑翼推进性能的影响明显,方式3能够产生最大的平均推力,且整体不产生阻力,方式1...
作者:李占科; 宋笔锋; 苏润娥 期刊:《飞行力学》 2004年第03期
微型飞行器是航空领域一个新的研究热点,涉及多个技术研究领域.围绕与微型飞行器相关的低雷诺数空气动力学问题,进行了绕圆柱体低雷诺数非定常流动的数值模拟方法研究、低雷诺数机翼粘性非定常流动机理研究、扑翼的气动力估算方法研究、微流动控制的数值模拟研究和微型飞机的气动实验研究,指出了微型飞行器面临的问题,并展望了其发展趋势.
作者:戴龙珍; 张星 期刊:《空气动力学学报》 2018年第01期
很多飞行和游动的生物采用主动驱动和被动滑行交替的运动方式.本研究通过比较间歇式和连续式驱动扑翼的自主推进性能,试图回答间歇式驱动能否节省能耗的问题.研究采用数值方法求解耦合的Navier-Stokes方程和扑翼运动的动力学方程.我们模拟了不同频率的连续式驱动以及给定频率不同占空比的间歇式驱动.结果表明,在达到相同平均推进速度条件下,如果推进速度较高间歇式驱动所需的能耗更低,如果速度较低则连续式驱动的能耗较低.我们还对...
作者:肖天航; 罗东明; 郑祥明; 昂海松; 吉爱红 期刊:《空气动力学学报》 2018年第01期
从气动建模、设计变量参数化和优化方法策略等方面,论述了仿生飞行器非定常气动优化设计技术的应用和发展,总结了不同优化设计方法的优缺点,分析了发展趋势和未来的研究重点,为进一步开展仿生飞行器气动优化设计研究提供参考.
作者:刘岚; 方宗德; 侯宇; 傅卫平; 吴立言 期刊:《机械科学与技术》 2005年第03期
提出了微扑翼机构翅翼的共振激励放大驱动机理及其对翅翼的振动模态要求,并依据该机理用有限元方法研究了微扑翼飞行器的仿生翼设计和优化问题.通过对3种仿昆虫翅翼的模态分析,总结出能够满足共振激励要求的翅翼外型和翅脉布局,建立了参数化的自定义仿生翼模型.在此基础上,以翅翼的展弦比和翅脉关键点的坐标为主要参数,使用有限元优化方法,对仿生翅翼的模态优化进行了初步探讨.文中的建模、分析方法和结论对微扑翼飞行器的分析、设...
作者:刘岚; 方宗德; 侯宇; 吴立言 期刊:《中国机械工程》 2005年第18期
通过分析飞行动物扑翼飞行中的各种物理参量对飞行特性的影响,得出了能为微扑翼飞行器设计所利用的规律.根据几何相似原理,利用基于量纲的尺度分析从本质上揭示了扑翼飞行中各种物理参量之间的相互联系.分析发现,几何尺度对微扑翼飞行器在翼展、翼面积、翼载荷、展弦比和扑翼频率等总体设计参数的影响趋势和对飞行动物相应物理量的影响趋势一致,但在具体量值上有所差异.根据扑翼飞行动物统计分析得到的尺度律设计并制作出了实际可...
作者:Thomas; J.Muller; James; D.Delaurier; 于鑫; 孙茂 期刊:《力学进展》 2004年第02期
对小型飞行器设计中涉及的空气动力学问题进行了综述.描述了雷诺数和展弦比对固定翼飞行器的设计以及飞行性能的影响.在低雷诺数飞行范围,翼型上边界层的特性对飞行器的设计尤为关键.本文讨论了大量有关层流边界层(包括层流分离泡影响)的实验,作为例子,列举了几个此飞行雷诺数范围的小型低空无人驾驶飞行器(UAVs).此外,对扑动翼推进的理论模型进行了简述;其范围涵盖了早期的准定常附着流模型,以及后来计及非定常尾涡、流动分离以及...
作者:张宏伟; 张江超; 王延辉; 马骉 期刊:《机械设计》 2017年第08期
水下非对称扑翼运动不仅能够产生前向推力,同时使垂直于航行速度方向的平均升力不为零,基于这个原理可以更好地实现水下航行器的推进和操纵。利用计算流体力学方法对典型非对称扑翼运动算例进行了数值仿真计算,分析了非对称扑翼运动规律与流体动力之间关系。基于完全解耦的2自由度并联机构,对扑翼驱动机构进行了设计,并对非对称扑翼运动进行了运动学仿真。该机构不仅具有刚度好、运动精度高和系统惯性小的优点,而且其解耦特性使机...
作者:鲁旻; 张子龙; 仲政 期刊:《力学季刊》 2017年第02期
蜻蜓飞行能力出众,气动性能优于人工扑翼飞行器.其翅膀具有复杂而独特的褶皱形貌,与经典翼型有着显著区别.为了探究蜻蜓翅膀褶皱结构对蜻蜓扑翼气动性能的影响,本文首先基于蜻蜓翅膀横截面的几何形貌,设计了褶皱幅度从0(平板)到标准蜻蜓翼剖面渐变的8个翼型.继而采用混合网格和动网格技术,利用Fluent软件分别计算了各翼型在蜻蜓扑翼前飞模式下的升力系数和推力系数.最终比较了各翼型的时均气动力参数及气动力参数曲线,并对扑翼周...
作者:张松玲; 宋国祥; 王芳 期刊:《电子世界》 2017年第11期
本设计的最大特点是仿生、远程监控和GPS定位功能的结合。首先利用扑翼无人机像鸟一样的仿生形态,隐蔽性强,在军事侦察中,不易被敌人发现。其次该设计具有远程监控功能,能将侦察现场的视频和音频通过无线传输同步发送到手机,在手机上对侦察现场实时监控。同时加入GPS定位功能,在手机上可对无人机精准定位、对侦察对象实时追踪。另外本设计实现了小型化结构,在较小的机身内,集仿生、远程监控、GPS定位于一体,实现高度的集成化。在民...
作者:朱建阳; 蒋林; 雷斌 期刊:《航空动力学报》 2017年第04期
基于对现有黄蜂飞行观察实验的分析,建立了不同下扑和上挥时间非对称扑动悬停扑翼运动轨迹模型,并采用数值求解三维层流Navier-Stokes(N-S)方程的方法,研究了采用不同下扑和上挥时间比的仿生悬停扑翼气动特性.结果表明采用适当的时间非对称扑动可以增强悬停扑翼的气动性能.进一步通过对不同时间非对称扑动扑翼流场分析得出,采用时间非对称扑动不但可以增强使扑翼产生高升力的旋转环流机制,而且还可以增强扑翼表面涡流和展向流的强...