基于CR理论的大柔性太阳能无人机非线性配平及飞行载荷分析

【摘要】：大柔性太阳能无人机在气动载荷的作用下产生较大的弹性变形,基于刚性或线弹性假设的结构模型已然不能满足这类飞机配平与飞行载荷分析的精度要求。基于co-rotational(CR)理论建立了大柔性飞机结构模型,并耦合片条气动力模型,提出了一种可以考虑几何非线性效应的大柔性飞机非线性配平及飞行载荷分析的方法。以类"太阳神"布局太阳能无人机为例,采用该方法对其不同有效载荷下的纵向配平及飞行载荷特性进行了较为深入的研究。研究结果表明:有效载荷较大时,采用线弹性假设的结构模型解得的配平误差可达50%以上,对翼尖位移的预测误差可达25%以上;该方法能够较合理地预测大柔性无人机的配平及飞行载荷特性,满足大柔性太阳能无人机结构设计对飞行载荷分析的工程精度要求。 【作者单位】： 西北工业大学航空学院;西北工业大学无人机特种技术重点实验室;军械工程学院无人机工程系;
【关键词】： 几何非线性 CR理论 大柔性飞机 非线性配平 飞行载荷 太阳能无人机
【基金】：国家自然科学基金(11202162、11302178) 中国博士后基金(2014M560803)资助
【分类号】：V272;V279
【正文快照】： 太阳能无人机可用于执行大范围侦查、监测和通信中继等任务,是近年来高空长航时无人机主要的研究对象之一。受能源能量密度低的瓶颈限制,为满足长航时续航任务需求,这类飞机一般采用大展弦比机翼设计,并大量使用超轻复合材料以尽可能减轻结构重量;在气动载荷的作用下,翼尖最大

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