仿生撲翼飛行器的設計及氣動力分析.pdf

1、撲翼飛行器是一種通過翅翼的拍打運動產(chǎn)生升力和推力的新型飛行器。它具有機動性靈活、飛行效率高、隱蔽性好等優(yōu)點，在許多領域有廣闊的應用前景，被認為是最有發(fā)展空間的微型飛行器。本文基于仿生學原理，對自然界飛行生物的飛行機理、撲翼飛行機構和撲翼氣動力特性進行了研究，在此基礎上設計研制了撲翼飛行器樣機和混合驅(qū)動樣機，并完成了樣機的飛行測試實驗。具體研究工作如下:
　　首先，對自然界飛行生物的飛行機理進行了分析研究。從仿生學的角度，分別對昆蟲

2、、鳥類和蝙蝠的翅膀構造和撲翼運動規(guī)律進行了分析研究，進而分析了自然界飛行生物實現(xiàn)飛行的高升力機制。
　　其次，對撲翼飛行器樣機的撲翼驅(qū)動方案進行設計。分析現(xiàn)有驅(qū)動方式的優(yōu)缺點，在微電機驅(qū)動方式的基礎上，設計撲翼飛行器樣機的撲動機構。對撲動機構進行數(shù)學建模和運動學分析，設計撲翼機構的尺寸參數(shù)，并利用MATLAB和ADAMS軟件對撲動機構進行運動學仿真。結(jié)果表明，所設計的撲翼機構符合撲翼運動規(guī)律，具有良好的運動特征。
　　再次，

3、對撲翼運動中翅翼的氣動特性進行數(shù)值模擬研究?；诹黧w力學和計算流體力學的理論，根據(jù)撲翼運動的特點，建立了翅翼運動的二維幾何模型和網(wǎng)格模型。采用壓力速度耦合算法建立湍流黏性模型，運用動網(wǎng)格方法對撲翼運動中翅翼周圍的壓力場和速度場進行數(shù)值模擬，得到撲翼運動過程翅翼周圍空氣的壓力分布和速度分布以及翅翼的升阻力特性。結(jié)果表明，翅翼的扭轉(zhuǎn)變形有利于升力和推力的產(chǎn)生，這對翅翼的設計有一定指導意義。
　　最后，對撲翼飛行器樣機和混合驅(qū)動樣機進行