双翼布局微型飞行器气动特性试验研究

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1、万方数据第23卷第3期实验流体力学V01．23，No．32009年09月JournalofExperimentsinFluidMechanicsSep．，2009文章编号：1672．9897(2009)03．0024一08双翼布局微型飞行器气动特性试验研究詹慧玲1，白鹏1，陈钱1，史志伟2(1．中国航天空气动力技术研究院，北京100074；2．南京航空航天大学航空宇航学院，南京210016)摘要：通过低速风洞试验研究了使用双翼布局改善固定翼微型飞行器(MAV)气动性能的问题。首先比较不同平面形状单翼(齐

2、莫曼翼和反齐莫曼翼)与双翼布局的气动特性。在此基础上为了优化低雷诺数范围内的双翼布局，研究不同几何参数对气动特性的影响，包括双翼不同的翼间距和交错位置以及不同的上下翼平面形状，并分析了造成这种气动性能差异可能存在的流场相互作用机理。研究表明，双翼布局能够改善单翼微型飞行器的气动性能，双翼之间的相对几何位置对其气动特性影响很大。通过不同平面形状上翼与下翼组合的比较发现，就最大升力和升阻比而言，上翼为齐莫曼翼、下翼为反齐莫曼翼且上翼位于下翼上游的布局较优。关键词：双翼布局；微型15I行器；低雷诺数；优化；风

3、洞试验中图分类号：V211．5文献标识码：AExperimentalinvestigationontheaerodynamiccharacteristicsofbiplanemicro--air--vehiclesZHANHui-lin91，BAIPen91，CHENQianl，SHIZhi—wei2(1．ChinaAcademyofAerospaceAerodynamics，Beijing100074，China；2．NanjingUniversityofAeronauticsandAstronaut

4、ics，Nanjing210016，China)Abstract：Thepresentworkinvestigatesthepossibilitiesofusingthebiplaneconfigurationtoimprovetheaerodynamiccharacteristicsoffixed—wingMAVsthrouglllowspeedwindtunnelexperiments．Theaerodynamiccharacteristicsofdifierentplanformmonoplane

5、(includingZimmermanandinverseZimmermanwing)andbi．planeconfigurationshavebeencompared．InordertooptimizethebiplaneconfigurationatIowReynoldsHam—ber，theeffectsofdifferentparameters，includingdifferentgaps，staggerpositionsandplanformconfigurations，werestudied

6、．Basedontheexperimentalresults。themechanismofflowfieldinteraetionwasanalyzed．There．suitsshowthatthebiplaneconfigurationcallimprovetheaerodynamiccharacteristicsofmonoplanefixed．wingMAVs：therelativelocationofbiplanehasasignificanteffectontheaerodynamicchar

7、acteristicsofMAVs．Dif-ferentplanformwingcombinationswerealsocompared．Regardingtothemaximumliftandlifttodragratio，theconfiguration，inwhichtheupperwingisaZimmermanplanformwinglocatedupstreamaninverseZimmermanplanformwing。isconsideredtobethebetterconfigurat

8、ion．Keywords：biplaneconfiguration；MAVs；lOWReynoldsnumber；optimization；windtunneltest0引言微型飞行器(MAV)是20世纪90年代出现的一种新型飞行器，由飞行方式大致町划分为固定翼、旋翼和扑翼3类。与常规飞行器相比，MAV具有尺寸小、重量轻、成本低的独特优势，因而在军用、民用两方面均有巨大的应用前景⋯1。由于主尺寸较小、飞行速度较低，MAV的雷诺数范围大约在1