涵道风扇无人机总体设计与研究

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1、上海大学硕上研究生学位论文THEPOSTGRADU户(rETHESISOFSHANGHAIUNIVERSITY摘要无人机的发展近年来非常迅速，一种新型的涵道风扇无人机引起了人们越来越多的关注。该类无人机采用涵道风扇作为主要的升力系统，它能够像直升机一样垂直起飞，又能够像固定翼飞机一样水平飞行，而且具有良好的悬停性能，因而兼具直升机和固定翼飞机的双重优点。本文从涵道风扇无人机的总体设计的角度出发，综合了国内外涵道风扇无人机的研究成果和经验，通过比较分析，确定了涵道风扇无人机所采取的构型，即采用单旋翼、导向片实现

2、变姿的涵道风扇无人机构型。进而对这类构型的涵道风扇无人机进行空气动力学分析，根据涵道风扇无人机的总体设计要求，对无人机的总体参数和性能进行初步计算。在此基础上，利用三维软件设计涵道风扇无人机总体结构，包括机身外形、旋翼系统、动力系统等，并对无人机的总体结构进行优化。针对所设计的涵道风扇无人机，利用流体力学分析软件Fluent对其进行内部流场分析，简历仿真模型并网格划分，对涵道风扇无人机涵道出入口、旋翼叶片表面压力、速度变化进行仿真分析。关键词：无人机；涵道风扇；空气动力学；总体设计V上海大学硕十研究生学位论文

3、THEPOSTGI乙∞UArETHESISOFSHANGHAIUNIVERSnYABSTRACTUnmannedAerialVehicle(UAV)hasbeendevelopedquicklyfordecades，anewkindofVTOL(VerticalTake—OffandLanding)UAVwhichiscalledDuctedFanFlyingRobotattractsmoreandmoreattention．TherotorshroudedintheductCanproducethethru

4、standlift．BasedOlltheresearchofductedfan，theaerodynamiccharacteristicsofthehyingrobotarestudiedbymeansofcombinationofmomentumtheoryandbladeelementtheoryinthispaper．Anaerodynamicmathematicalmodelingoftheductedfanandwingshasbeenestablished．Accordingtothedesig

5、nschemeofductedfanflyingrobot，configurationandpreliminaryparametersareanalyzedanddeterminedfinally．Thegeneralperformancecharacteristicsofthen)，ingrobothavebeencalculated，especiallycharacteristicsofthehoveringstatusandnying—forwardstatus．Basedonpreliminaryco

6、nfigurationandparameterscalculation，theprimarystnlctureoftheflyingrobothasbeenfinishedusingtheCATIAdesignsoftware，includingductedfanbody,therotor,upper-center,lower-center,statorsandcontrolvanes．Inordertoanalyzethecharacteristicoftheinnerfluidfieldoftheduct

7、edfanflyingrobot，asimplifiedmechanicalmodelinghasbeendesignedusingCATIAandthenismeshed、历mGAMBIT．InthispaperFLUENTsoftwareisusedtoanalyzethefluidcharacteristicofthemodeling．Keywords：UnmannedAerialVehicle，DuctedFan，Aerodynamics，PrincipalStructureDesignVI．1：海大

8、学硕士研究生学位论文THEPOSTGRADUATETHESISOFSHANGHAIUNIVERSITY原创性声明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：鱼盏l趔日期：趟：!：兰本论文使用授权说明本人完全了解上海大学有