【摘 要】
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在无人机概念设计阶段,通常需要对多种可能的概念方案进行评估,需进行大量的迭代分析和权衡工作。为了提高无人机概念设计工作效率,本文以不同用途、不同布局形式、不同动力类型的固定翼无人机为研究对象,开发了无人机概念设计与分析工具。本文主要内容和结论如下:1)总结出了一套适用于无人机概念设计阶段的设计方法和综合分析模型。重量和推进分析模型采用了基于历史数据统计规律的工程方法;气动与操稳分析采用了涡格法和工
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在无人机概念设计阶段,通常需要对多种可能的概念方案进行评估,需进行大量的迭代分析和权衡工作。为了提高无人机概念设计工作效率,本文以不同用途、不同布局形式、不同动力类型的固定翼无人机为研究对象,开发了无人机概念设计与分析工具。本文主要内容和结论如下:1)总结出了一套适用于无人机概念设计阶段的设计方法和综合分析模型。重量和推进分析模型采用了基于历史数据统计规律的工程方法;气动与操稳分析采用了涡格法和工程估算方法;性能分析采用了以飞行力学基本方程为基础的简化分析方法。2)基于OpenVSP开源软件,通过开发VSP脚本和使用VBA编程技术,实现了无人机三维几何建模功能。基于VSP模型,通过脚本调用Open VSP中的涡格法气动分析模块（VSPAERO）与零升阻力分析模块（Parasite Drag）完成了气动分析。以VSP脚本为媒介的Open VSP集成方式,使得参数化建模与气动分析工作具有高效且灵活的特点。3)在MS Excel环境中开发了本文工具的图形用户界面。设计了多张单元表来进行各模块的数据输入,并实现各分析模型的集成;利用Excel强大的数据处理能力,进行数据的储存、调用和可视化。基于Excel开发的无人机设计与分析工具具有较好的便携性,且利于界面和各模块程序的拓展。4)通过三个无人机概念设计的示例,展示了本文工具的实用性。示例表明,本文工具实现了各类无人机的自动建模和分析的功能,计算精度满足概念设计阶段的要求,并且稳健性较高,可大大提高无人机概念设计的效率。
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