鲲鹏多模式平动扑翼滑翔机

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1、“创新杯”第六届全国未来飞行器设计大赛“创新杯”第六届全国未来飞行器设计大赛“鲲鹏展翅”多模式平动扑翼滑翔机业余组2014年“创新杯”第六届全国未来飞行器设计大赛彩色设计图飞行器的外形效果图“创新杯”第六届全国未来飞行器设计大赛体内布局图简要三视图“创新杯”第六届全国未来飞行器设计大赛目录一、方案设计思想11．任务描述12．战场环境设想13．技术要求及应用前景1二、总体设计11．外形设计12．部件安装23．动力装置:24．起降方式:25．操纵系统:2三、主要设计参数2四、主要性能参数3五、科学、合理、可实现性3“创新杯”第六届全国未来飞行器设计大赛一、

2、方案设计思想“鲲鹏”多模式平动扑翼滑翔机采用了创新设计的独特的平动扑翼机构。未来的多模式平动扑翼滑翔机的尺度（十米左右）、飞行重量、航程达到小型固定翼飞机的技术水平，可实现平动扑翼长途飞行，从而成为一种实用的飞行平台。平动扑翼模仿鸟类的翅膀的微元截面的运动模式，使整体机翼上下平行地扑动的同时改变迎角，与现实的摇摆式扑翼机一样可以扑翼飞行。平动扑翼飞行能量利用效率非常高，深入研究平动扑翼飞行使未来的扑翼飞行器的尺寸、重量、续航时间和航程及整机安全性得到极大的提升。1．任务描述太阳能电池供电的平动扑翼滑翔机可在海面长期漂浮和起飞降落，用于对海面船只抵近侦察

3、和警告。2．战场环境设想未来航空作战的前期，中国和日本会在争议海域进行一场先进太阳能无人机对抗，有美国的高端技术撑腰，日本气焰嚣张，冲突频繁。双方都在无人机节能和可靠性方面作了很多研究，日本经常派出“百人队长”太阳能无人机不分昼夜地在中国舰队上空盘旋并进行电子干扰。但是日本的太阳能无人机翼展太长，低空飞行风险很大，中国海监船已经打捞到几架“百人队长”残骸送还日本，日本反诬中国击落了其太阳能无人机，威胁要击落中国的“鲲鹏”多模式平动扑翼滑翔机。中国警告日本，用有人机击落非武装无人机视为战争挑衅行为。3．技术要求及应用前景1)该太阳能无人机的翼展在十米左右

4、，不需人员监护起降并可抵抗海风海浪。2)该太阳能无人机可以漂浮在海面上沐浴阳光，嗮4小时后可飞行2小时，3)该太阳能无人机的机动性优良，感知靠近的海岸、快艇、无人直升机以及蛙人，起降自如，不易被捕获。4)该太阳能无人机具有广泛的海洋资源保护功能。可将海洋生物制剂以最经济环保的方式投放到远海，培育远海中的人工渔场，定期的太阳能无人机到访使远海渔场的工作充满乐趣和安全保障。5)该太阳能无人机使用费用低廉，多架无人机联网分部在海面上，信息共享并受大陆或舰上的指挥中心控制。“鲲鹏”多模式平动扑翼滑翔机群构成军民两用的低空海上资源保护网。二、总体设计1．外形设计

5、中国古代神话中“鲲鹏”似鱼有四鳍，似鸟有双翅，不发声也不进食。李白畅想了“鲲鹏”夸张的形态和性能，“鲲鹏一日同风起，扶摇直上九万里”。“鲲鹏”多模式平动扑翼滑翔机的机身仿照鲨鱼细长的流线形身体。整体扑动的上单翼仿照信天翁优美舒展的翅膀。四轴风扇代表“鲲”的四鳍。科技难于刻意仿生，必须考虑科学、合理，可实现性。滑翔机、水上飞机、太阳能飞机、扑翼机、四轴飞行器都是现代科技的产物，要将这五者糅合设计为一体才是“鲲鹏”多模式平动扑翼滑翔机设计的目的。U形尾、X形布局的电动四轴风扇用于短距起飞和辅助姿态控制。总而言之“鲲鹏”多模式平动扑翼滑翔机的气动外形符合滑翔

6、机的空气动力学原理。加上电动四轴使其升阻比稍微下降，但最佳升阻比仍然大于35，满足了平动扑翼滑翔机起飞的加速和增升要求。风扇可在飞行中低速旋转，辅助扑翼机姿态控制。太阳能平动扑翼滑翔机的整体封闭性良好，没有开放的气体流道，大量采用柔韧性优良的工程塑料和碳纤维复合材料，可以长期耐受海水浸泡，夜晚可在海面停泊，就像一只海鸟。“鲲鹏”多模式平动扑翼滑翔机的特性符合海洋环境和高技术角逐的战场需求。5“创新杯”第六届全国未来飞行器设计大赛1．部件安装“鲲鹏”多模式平动扑翼滑翔机的总体布局按无动力的滑翔机设计，整体机翼铰链在机身中部的行星曲柄传动扑翼机构的连杆上。

7、机翼通过连杆拉力把机身提到空中。U形尾翼双垂尾即避开了扑翼机身的乱流又为海面漂浮提供了横向稳定性。机头装有一对相反旋向的电动升力风扇和其护栏，平尾装也装有一对相反旋向的电动升力风扇，平尾开有直径一米的通风口与风扇兼容。在海面起飞时，后部风扇升力大，与海水浮力共同作用使机体前顷，平动扑翼滑翔机向前滑行。机翼气动力增加的同时加速扑腾，前行速度达到25米/秒就腾空而起离开水面，电动四轴风扇姿态辅助控制系统在低速滑行时起到了防止侧翻打水的作用。机身装有简单的前轮起落架，前轮低矮，部份没入机身，后轮支架弹性变形大，地面起飞时，机身同样会由水平转为微微前顷而向前滑

8、行。机头装有多光谱摄像头和探测雷达。尾部内装有无线通信天线。飞控系统装在机身中部下方。机翼前沿