翼身融合无人机外形优化设计研究

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1、第6卷第4期航空工程进展V01．6No．42015年11月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGNov．2015文章编号：1674—8190(2015)04—44205翼身融合无人机外形优化设计研究王健，郑祥明(南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京210016)摘要：翼身融合布局无人机具有较好的升阻特性和隐身特性，拥有广泛的应用前景。为了提高无人机的续航能力，兼顾翼身融合无人机的气动特性和结构重量要求，选择无人机升阻比与全机面积作为优化目标，

2、应用多目标优化方法研究翼身融合无人机的外形设计，提出一种针对翼身融合无人机的外形参数化优化设计方法，并进行实例验证。结果表明：外形优化可以提高无人机升阻比、减轻结构重量，从而获得合理的翼身融合无人机设计方案。关键词：翼身融合；无人机；优化；全机面积；升阻比中图分类号：V221文献标识码：AD01：10．16615／j．cnki．1674—8190．2015．04．007ConfigurationOptimizationDesignofBlendedWingBodyUnmannedAerialVehicleWan

3、gJian，ZhengXiangming(KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense-advancedDesignTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Blendedwingbody(BWB)unmannedaerialvehicle(UAV)hasgoodlifttodragratioan

4、dstealthchar—acteristics．andisofbroadapplicationprospects．InordertoimprovetheenduranceoftheUAV，consideringaerodynamiccharacteristicandstructureweightrequirementofblendedwingbodyUAV，lifttodragradioandaircraftareaaretakenasoptimizationobjectives，usingmulti—obj

5、ectiveoptimizationmethodtostudyconfigura—tiondesignofblendedwingbodyUAV．AparametrizedconfigurationoptimizationdesignmethodofUAVisprovided，andapracticalexampleisgiven．Theanalysisresultsindicatethatconfigurationoptimizationcanin—creaselifttodragradioofUAV，redu

6、cestructureweight，andgetanexcellentdesignschemeofblendedwingbodyUAV．Keywords：blendedwingbody；unmannedaerialvehicle；optimization；aircraftarea；lifttodragratio0引言翼身融合布局飞机将传统的机身和机翼结构融合在一起，大幅减小了全机的浸湿面积，降低了摩擦阻力和干扰阻力。由于这种气动布局形式具有优良的升阻特性，以及低雷达散射截面带来的优良隐身特性Ⅲ，现代技术的发展又

7、弥补了其本身控收稿Et期：2015—09—18；修回日期：2015—1l—09基金项目：江苏高校优势学科建设工程资助项目通信作者：王健，461579507@qq．tom制方面的不足，翼身融合布局已经成为各国重点研究的气动布局之一。20世纪40年代，诺斯罗普公司设计了世界上第一架翼身融合飞行器N1一M，并进行了200多次飞行试验，之后该公司又相继设计研制了N9～M、XB一45、YB-49等多种翼身融合飞行器。虽然上述早期的翼身融合飞行器存在诸多问题，但却为翼身融合布局飞机的发展提供了技术储备支持。20世纪80年代

8、，美国B-2隐形轰炸机(如图1所示)的问世对于翼身融合飞行器的发展来说是一个里程碑，具有承前启后的作用。翼身融合形式不仅成功第4期王健等：翼身融合无人机外形优化设计研究443应用于战斗机和轰炸机，还可能成为未来大型客机所采用的布局形式‘2。]，更是一种较为理想的无人机布局形式，已成功应用于X一47A、X-47B(如图2所示)以及“神经元”等无人机机型。图1美国B一2轰炸机Fig．1Am