文档介绍：毕业论文
论文题目:仿生类蜻蜓飞行器研究
专业: 机械制造及自动化
姓名: 郁川光
指导教师:
2015 年 06 月 15 日
目录
一、绪论 4
1. 微型飞行器的研究概况 4
. 微型飞行器的由来 4
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. 微型飞行器技术研究现状 6
2. 微型飞行器中的关键技术 8
、机体结构与机载设备的微型化 8
、新型高升阻比升力机制 8
、微型高效动力推进装置 9
、微功率下的飞行控制和数据通信系统 9
二、仿生蜻蜓飞行器的设计 10
1 蜻蜒拍动机构模型简化及运动函数 10
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三、仿生蜻蜓的设计计算 14
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、节能特性: 14
、控制特性: 14
、拖动特性: 15
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. 仿生蜻蜓扑翼飞行器扑翼几何物理模型的建立 25
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. 有限元网格划分 28
. 翅膀结构线性静力学分析 29
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四、结论 36
五、参考文献 37
仿生蜻蜓飞行器研究
一、绪论
自1903年莱特兄弟成功地进行了人类历史上的首次动力载人飞行以来,航空器的大型化和高速化一直是航空领域的一个发展趋势。从DC-3到Boeing 747,到Concorde (协和号),用尽可能短的时间来运送尽可能多的货物,始终是航空工程师们努力追求的目标之一。但是,进入二十世纪九十年代,随着微电子和MEMS等技术的飞速发展,飞行器的设计又开始出现一种向小型化,微型化发展的新趋势。由于微型化的飞行器在众多领域中具有不可估量的应用潜力,因此许多世界发达国家已经开始将微型飞行器技术列为研究的重点。
对于微型化的飞行器,由于其特征尺度已远小于传统的飞行器,许多传统的飞行器设计理论和方法将不再适用,飞行器的微型化将面临诸多的来自科学和技术上的挑战。在科学技术飞速发展今天,各学科交叉渗透,新技术新材料层出不穷,为微型飞行器的发展提供了巨大的机遇。
1. 微型飞行器的研究概况
. 微型飞行器的由来
微型飞行器(MAVs)的概念最早出现于1992年美国国防高级研究计划局(DARPA)在兰德公司(RAND)举办的一个关于未来军事技术的研讨会。会后该公司出版的研究报告认为,携有微小传感器,尺寸极小的侦察飞行器的设想是可以实现的,发展尺度位于昆虫量级的微型飞行系统对美国在未来保持军事领先具有重要意义。在此后的两年,麻省理工学院(MIT)的林肯实验室(Lincoln Laboratory)和美国海军研究实验室(NRL)对微型飞行器技术上的可行性进行了更为深入的评估,他们的研究小组得出了与兰德公司一致的结论,即发展微型飞行侦察系统具有技术可行性。同时,林肯实验室的工程师们提出了他们的一种微型飞行器的概念设计。
林肯实验室的研究结果促使DARPA在1995年秋季召开了关于微型飞行器可行性的专题讨论会,此次会议得出了肯定性的结论。DARPA也由此而制定了一项在发展微型飞行器的计划。1996年3月,DARPA向美国工业界作了简要介绍并于同年10月举办了用户和研究单位之间有关这一问题的讨论会。经过这一系列研讨会,专家们认为微型飞行器系统应该具有以下特点:一、应是适合军用的系统;二、能携带全天候的近距离成像系统,分辨率应足以使操作人员分辨出发送区内的重要细节;三、应具有准确确定地理位置的能力;四、重量轻,坚固耐用,以便能够放在士兵的背包里携带;五、价格低廉,甚至可一次性使用;六、隐蔽性好,不易被敌人发现,不应暴露使用人员的位置。同时,专家们认为在未来三年内可以实现的微型飞行器的总体参数为:特征尺寸(机身长度或翼展)6~15厘米,重量10~100克,有效载荷1~18克,巡航速度30~60公里/小时,续航时间20~60分钟,最大航程为1~10公里;微型飞行器采用固定翼布局而非扑翼布局。
前期进行的几轮富有成效的研讨会使DARPA意识到开展微型飞行器技术研究的重要性以及研制生产微型飞行器的现实可行性。1997年起,DARPA通过SBIR项目开始增加投资,加大对微型飞行器技术的研究力度。1997财政年度,DARPA向工业界和学术界进行项目招标,开始实施一项耗资3500万美元,为期四年的微