微型扑翼飞行器是新材料应用、新技术发展的产物,因其在军事、民用等领域的广阔应用前景而成为国内外研究的一个热点课题。但在总体设计、气动机理、动力源、传动和控制系统研究等方面仍存在诸多关键技术问题。本文综合分析国内外研究现状,对微型扑翼飞行" />
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微型扑翼飞行器传动系统设计及新型扑翼形式概念研究

作　者: 宋海龙
导　师: 宋笔锋
学　校: 西北工业大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 微型扑翼飞行器 扑翼 运动方程 扑翼机构 对称机构 非对称机构 试验样机 评价准则
分类号: V227
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


扑翼飞行器 的学位论文">微型扑翼飞行器是新材料应用、新技术发展的产物,因其在军事、民用等领域的广阔应用前景而成为国内外研究的一个热点课题。但在总体设计、气动机理、动力源、传动和控制系统研究等方面仍存在诸多关键技术问题。本文综合分析国内外研究现状,对微型扑翼飞行器传动系统的设计进行研究,旨在设计出高效、低耗、重量轻的传动系统,力求提高微型扑翼飞行器的飞行性能（工作半径、有效载荷、续航时间等）,扩大其应用领域。本文主要内容包括: 微型扑翼飞行器在一个扑翼飞行周期内其惯性矩、重心位置变化十分显著。基于各部件质量的可测性且为常数的特点建立相应的扑翼运动方程。利用扑翼飞行器的质量特性描述其运动特征。扑翼运动由翼根运动参数表征,机翼相对机身的角度关系决定机翼参考坐标系对机身参考坐标系相对关系。建立由欧拉角所确定的扑翼飞行器的载荷计算方法和步骤,揭示出扑翼飞行器通过扑翼运动同时产生升力、推力的机理。 结合扑翼飞行器的扑翼运动特征,详细分析两类扑翼机构方案（传统机械传动方式和新型驱动方式）的设计过程。依据具体扑翼机构设计方法进行系统分析,给出扑翼机构设计的设计思路、工作原理、特征参数设计、运动学分析和动力学分析过程。另外,文中给出了扑翼机构设计的一般准则。 参照试验样机（PY1）的研制过程,阐述了微型扑翼飞行器总体设计、扑翼传动机构方案设计、制作和试飞试验等步骤的细节。归纳微型扑翼飞行器设计研制的基本流程及设计过程中参数选取的方法和依据。参照试验样机飞行性能给出对微型扑翼飞行器综合性能评价的一般评价准则。结合典型试验样机的飞行试验结果对评价准则进行合理性验汪,证明综合性能评价准则各项指标可信,可以作为扑翼飞行器设计的参考标准。

全文目录


第一章 绪论  7-18
  §1．1 扑翼飞行器 的学位论文">微型扑翼飞行器概述  7-12
    1．1．1 微型飞行器的定义及分类  7
    1．1．2 微型扑翼飞行器的系统结构  7-9
    1．1．3 扑翼飞行器的诞生及其历史探索  9-12
  §1．2 微型扑翼飞行器的研究现状  12-16
    1．2．1 国外微型扑翼飞行器研究现状  12-15
    1．2．2 国内微型扑翼飞行器研究现状  15-16
  §1．3 微型扑翼飞行器发展的关键技术问题  16
  §1．4 本论文主要内容及结构框图  16-18
第二章 微型扑翼飞行器运动模型  18-35
  §2．1 微型扑翼飞行器运动模型概述  18-19
  §2．2 微型扑翼飞行器运动方程建立  19-34
    2．2．1 扑翼运动方程坐标系统定义  19-21
    2．2．2 空气动力学参数的确定  21-23
    2．2．3 平动运动方程  23-25
    2．2．4 旋转运动方程  25-28
    2．2．5 扑翼飞行加速度方程  28-32
    2．2．6 承受载荷估算方法  32-34
  §2．3 本章小结  34-35
第三章 微型扑翼飞行器扑翼机构概念设计  35-60
  §3．1 传统扑翼机构设计方案  36-48
    3．1．1 非对称扑翼机构设计方案  37-44
    3．1．2 对称扑翼机构设计方案  44-48
  §3．2 新型扑翼机构方案概念设计  48-58
    3．2．1 基于压电材料的驱动机构方案  48-54
    3．2．2 胸腔静电式驱动机构方案  54-57
    3．2．3 交变磁场驱动机构方案  57-58
    3．2．4 “往复式化学肌肉(RCM)”驱动机构方案  58
  §3．3 本章小结  58-60
第四章 微型扑翼飞行器试验样机研究  60-81
  §4．1 微型扑翼飞行器设计概要  60-62
  §4．2 试验样机总体方案设计  62-71
    4．2．1 总体方案参数设计  62-65
    4．2．2 传动系统方案设计  65-70
    4．2．3 样机机载设备选驭  70-71
  §4．3 试验样机加工、制作技术研究  71
  §4．4 样机系统试验验证  71-75
    4．4．1 起飞、着陆试验  71-72
    4．4．2 无动力手掷飞行  72
    4．4．3 动力飞行试验  72-73
    4．4．4 风洞试验  73-75
  §4．5 微型扑翼飞行器系统综合性能评价准则  75-79
  §4．6 各型扑翼机构方案试验样机综合性能对比  79-80
  §4．7 本章小结  80-81
第五章 总结与展望  81-83
  §5．1 论文总结  81-82
  §5．2 前景与展望  82-83
附录一：参考文献  83-87
附录二：硕士期间论文发表情况  87-88
附录三：致谢  88-89

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 飞机构造与设计 > 操纵系统
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