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无人机起飞重量设计及估算研究
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 无人机起飞重量设计及估算研究 口张轶一’2口陈欣琳z 1.西北工业大学机电学院西安7100722.乌鲁木齐市2l信箱187分箱乌鲁木齐841700摘要:针对无人机总体概念设计阶段的要求,在对无人机起飞重量进行分类的基础上,利用统计分析法,总结分析了各分类部件重量估算方法.根据实际情况.引入了结构重量修正系数;建立了无人机起飞重量估算模型.分析了估算模型迭代方法及收敛性。以设计一种多用途无人机为例,对该无人机起飞重量进行了设计计算,计算结果表明,不同初始起飞重量经逐次迭代计算后收敛于同一数值,反求出的各分类部件重量系数也在合理范围之内。关键词:无人机起飞重量分类重量迭代中图分类号:THl23;V221文献标识码:A文章编号:1000—4998(2011)03—0023—04 起飞重量是无人机总体方案设计阶段的一个重要参数,它不仅决定无人机的基本尺寸,还影响无人机的飞行性能和成本等。在无人机的方案设计阶段,估算起飞霞量时很难考虑到所有组成部分的要求.由于所有组成部分的重量本身又取决于无人机起飞重量的大小.而无人机各组成部分的重量未定.又确定不了起飞重量。本文旨在分析无人机重量组成部分的同时,提出一种无人机起飞重量的估算方法。 1 无人机起飞重量分类 把构成整架无人机的所有元素(构件、成品、附件等)。按其功能和完整性进行分类,称之为无人机的重量分类。分类的结果,形成了隶属关系清楚、界面分明的无人机重量分类项目表,按这种表的项目去填写重量就得到了分类重量⋯。对于一般无人机。通常按各部件功能对其进行重量分类,这样更便于对结构重量进行分析并可促进更轻、更有效的结构形式的出现。典型的无人机起飞重量可分为结构重量、固定设备重量、动力装置重量、燃油重量及有效载荷重量,如图l所示。 2 无人机分类重量估算 在无人机的总体方案设计阶段必须进行分类重量估算.要通过分类重量的估算落实起飞重量,为方案设计提出重量控制指标,同时对方案概念设计的飞机重心位置估算也是必不可少的【8]。无人机分类部件的重量估算.T程上大多采用统计分析法.也就是以世界上现有无人机的总体参数的统计数据为依据,选取与无人机各部分结构重量有关的总体参数,利用数学回归分析方法,并结合工程实 收稿Et期:2010年12月 摊 机械制造49卷第559期践,得到分类重量估算公式的方法【2J。这些估算经验公式是根据以往某组件或部件的实际重量统计分析得来的,具有较高的可信度。 2.1 结构重量 无人机的结构重量主要包括机翼、机身、尾翼、起落架等,统计数据显示:无人机的结构重量约占起飞 重量的28%~32%⋯。 2.1.1机翼重量无人机机翼主要由承力蒙皮、梁、桁条、翼肋、接头、操纵面及紧固件等部件构成。机翼重量与展弦比、翼型相对厚度、后掠角等几何参数以及最大使用过载、翼载的大小有关.同时还与机翼的形式有关。根据统计数据.无人机机翼重量一般占起飞总重的8%~12%,占结构重量的30%~40%r“。对于常规机翼,该部分结构重量估算公式为: 形。=o.0103(WToⅣz)哆殳06zA 0785 x(t/c)=(I+A)nm(cosA)“咚? (1) 式中:形1D为无人机起飞总重,kg;札为无人机任务过程中的极限过载;S。为机翼面积,lilt2;A为展弦比;比为机翼根部相对厚度,%;以为25%习z均气动弦处机翼后掠角,(。);A为机翼根梢比;S,。为操纵面的总面积, 1112。 2.1.2机身重量无人机机身主要由蒙皮、框和长桁等主要结构件 20ll/3 万方数据 学兔兔 www.xuetutu.com

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航空人生
于 2020-12-21 上传
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