小型折叠翼多用途无人机折叠方案及其展开机构设计

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1、小型折叠翼多用途无人机折叠方案及其展开机构设计宰张付祥1。张诺2(1．河北科技大学机械工程学院，石家庄050018；2．河北工程技术学院经济管理学院，石家庄050091)【摘要】随着现代战争模式的发展，小型折叠翼多用途无人机成为研究热点。在对折叠翼气动布局方案进行分析的基础上提出了一种Z字型气动布局的折叠方案，并且设计了一种可以自锁的滑块摆杆机构作为展开机构，得到了一种折叠翼多用途无人机机械系统结构。对采用Z字型气动布局的折叠翼无人机模型进行了多次试飞，发现该模型具有良好的便携性，展开机构运行可靠，z字型气动布局飞行平稳、操控性好。关键词：折叠翼；无人机；Z字型

2、气动布局；展开机构DesignofFOldingSchemeandUnfoldingMechanismofaMultipurposeSmaUSizeFolding-WingUAVZHANGFuxian91，ZHANGNu02(1．C01legeofMechanicalEngineemg，HebeiuniVers时ofScienceandTechIlology，Shijiazhuang050018，China；2．SchoolofEconomicsandManagemem，HebeiCollegeofEngine耐ng，Shijiazhuang05009l，Chi

3、na)【ABSTI认CT】Withthedevelopmentofmodemwarmodes，researchonsmansizefolding—wingmultipurpose硼m猢edaerialvehicles(UAV)becomesahotspot．Basedontheanalysisofaemdynamiclayoutschemeofthefolding·wing，aZ一帅eaerod)rIlamiclayoutisbroughtfbnⅣard，aIlunfoldingmechanismofselflockingsliderpendulummech孤i

4、smisdesi盟ed，andamechanismofanewsmallsizefolding—wingUA、，isgot．Keywords：Foldingw崦U11IIl锄eda砸alVehicle(UAv)；Z—typeaerodyIlaⅡliclayom；UnfoldingmechanjsmDOI：10．16080组issnl67l一833x．2016．07．094随着现代战争模式的发展，对飞行器能够高效地完成多任务的要求越来越强烈⋯。多任务就意味着飞机既要有良好的低速巡航飞行能力，又要有优秀的高速冲刺能力。然而飞机设计中低速和高速是两个相互冲突的设计模式

5、。为了能兼顾低速和高速设计上的矛盾，美国洛克希德·马丁(L0ckheedMartin)公司在美国国防预研计划局(DARPA)的变体飞机结构项目(MAs)的指导下，提出了折叠翼飞机方案【2】，该方案可以较好地解决飞机在不同任务阶段对飞行速度需求的矛盾。国外对这一新概念飞行器的气动特性【3叫与颤振特性【5卅进行了较为丰富的研究，国内也利用准静态分析的方法对机翼颤振特性展开研究pl，并且提出了一些实用的折叠机构设计【8】，以色列埃尔比特公司研制的海鸥(SeaguU)就是这样一种小型折叠翼变体无人机【9】。现役小型无人机大多采用拆解后运输的方式，虽然运输体积较小，t项目

6、基金：河北省科技攻关计划项目(14211902D)。94航空制造技术·2016年第7期但部件零散，需要起飞前现场组装调试，准备时间长，不能适应现代战争快节奏的特点。因此，需要设计一款运输体积小，并且可以快速发射部署的新型折叠翼战术无人机系统。1折叠方案设计1．1折叠翼气动布局分析折叠翼气动布局方案有如图1所示的几种形式。(1)常规布局方案。机翼和尾翼靠轴和轴承与机身中部连接，主翼为一整片矩形翼，可绕位于机翼中点处的轴旋转，折叠后与机身上表面重合，尾翼则绕位于翼根处的轴向前旋转，与机身下表面重合。(2)简单串列翼布局方案。前翼和后翼均由两片矩形翼组成，由位于翼根处

7、的轴和轴承与机身端部连接。折叠时，前翼向后折叠于机身下侧，后翼向前折叠于机身匕侧。学术论文[二划]＼三芏二，／(h)简单串列翼布局(c)鸭翼一前掠翼布局率沁，。韭二—忙(3)鸭翼一前掠翼布局方案。主翼和鸭翼由位于翼根处的轴和轴承与机身端部连接，主翼展开时与机身呈前掠角，向前旋转可以折叠于机身上侧，两片鸭翼则分别向后折叠于机身下侧。(4)钻石背布局方案。前翼由位于翼根处的轴和轴承与机身前部连接，后翼由位于翼根处的轴和轴承与滑块连接，滑块则套在与机身固定的滑轨上，后翼翼尖与前翼翼稍处通过轴和轴承连在一起。展开时，前翼后掠，后翼前掠。折叠时，滑块向前平移，带动前后翼向

8、后折叠于机身上侧。(5)