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固定翼无人机(后文简称“无人机”)比旋翼飞机具有更大的速度、载荷、航时和飞行效能,应用更为广泛,大多无人机为了减轻重量,会去除起落架,但其需要良好的起降条件,大多采用撞网或伞降的回收方式,该过程无法以预期姿态平稳降落,易损毁机载设备,同时无人机行业还没有研制出发射与回收一体化系统,发射与回收装置需要就地搭建与拆装,费时费力,制约了固定翼无人机的发展。因此,研究设计出一种能够较好的满足地域适应性和作战灵活性指标,并且保证无人机安全起降的一体化平台,对无人机的发展具有重大的战略意义。
本文对无人机起降方式近年来国内外研究的现状研究分析后,提出了一种新型无人机车载起降平台,该平台可快速部署,可同时完成无人机的弹射起飞和同步对接降落作业,实现了无人机的发射与回收一体化,具有较好的地域适应性和灵活性能。该无人机车载起降平台由车体、主体轨道搭载同步对接平板结构,搭配绳索滑轮组传动系统和无人机同步驾驶控制系统组成,其中车体搭载整个起降平台部署移动;主体轨道、同步对接平板为起降平台的主要承载结构,且能够实现无人机的起飞和降落模式切换;在发射模式下,轨道旋转一定角度倾斜向上,无人机搭载在平台上采用弹射发射;在回收模式下,轨道旋转为水平位置,车体通过无人机同步驾驶控制系统工作与无人机同步行驶,无人机尾钩勾住轨道上的拦阻索,覆盖有缓冲气囊的同步对接平板在轨道上与无人机同步运动,与无人机进行对接,对接完成后,通过拦阻索作用,最终将无人机减速为零。
本文对设计的无人机起降平台进行了总体设计和详细设计,并使用UG对无人机起降平台进行了三维建模,应用ANSYS有限元软件对无人机起降平台的主体轨道和同步对接平板结构进行了应力分析计算,采用尺寸优化和迭代计算的方法对轨道和对接平板结构进行了结构优化设计,最后建立了动力学模型并应用MATLAB对结构参数进行了数值仿真。最终通过研究分析结果制作了验证机型。经实验结果验证分析,在保证无人机车载起降平台轨道结构满足结构强度要求的前提下,使优化方案相较原始方案减重44.9%,试验样机运行良好,为今后发射与回收一体化装置的研究提供了一些参考。
本文对无人机起降方式近年来国内外研究的现状研究分析后,提出了一种新型无人机车载起降平台,该平台可快速部署,可同时完成无人机的弹射起飞和同步对接降落作业,实现了无人机的发射与回收一体化,具有较好的地域适应性和灵活性能。该无人机车载起降平台由车体、主体轨道搭载同步对接平板结构,搭配绳索滑轮组传动系统和无人机同步驾驶控制系统组成,其中车体搭载整个起降平台部署移动;主体轨道、同步对接平板为起降平台的主要承载结构,且能够实现无人机的起飞和降落模式切换;在发射模式下,轨道旋转一定角度倾斜向上,无人机搭载在平台上采用弹射发射;在回收模式下,轨道旋转为水平位置,车体通过无人机同步驾驶控制系统工作与无人机同步行驶,无人机尾钩勾住轨道上的拦阻索,覆盖有缓冲气囊的同步对接平板在轨道上与无人机同步运动,与无人机进行对接,对接完成后,通过拦阻索作用,最终将无人机减速为零。
本文对设计的无人机起降平台进行了总体设计和详细设计,并使用UG对无人机起降平台进行了三维建模,应用ANSYS有限元软件对无人机起降平台的主体轨道和同步对接平板结构进行了应力分析计算,采用尺寸优化和迭代计算的方法对轨道和对接平板结构进行了结构优化设计,最后建立了动力学模型并应用MATLAB对结构参数进行了数值仿真。最终通过研究分析结果制作了验证机型。经实验结果验证分析,在保证无人机车载起降平台轨道结构满足结构强度要求的前提下,使优化方案相较原始方案减重44.9%,试验样机运行良好,为今后发射与回收一体化装置的研究提供了一些参考。