摘要 - 无人驾驶飞行器 (UAV) 已广泛应用于经济、安全、军事等许多领域,包括空中拍摄、交通状态更新、在建建筑监视和娱乐……如今,无人机研究是最受关注的领域,尤其是在自主控制器方面。在本文中,我们提出了一种用于倒 V 型尾翼配置的固定翼无人机的实时控制算法模型,包括自动起飞阶段、航路点跟踪阶段和自动着陆阶段。该算法是在 matlab/simulink 上构建为标准化模型,并使用 PID 控制器进行实现。使用 X-Plane 模拟算法的性能 - X-Plane 是由 Laminar Research 开发并由美国联邦航空管理局 (FAA-USA) 认证用于训练飞行员的模拟器,它能够使用实时数据和最高精度进行模拟飞行
无人驾驶飞行器 (UAV) 的固有特性使其能够开发新颖和创新的设计,通常采用最先进的技术,而无需处理与大型飞行器开发相关的许多限制,特别是在确保上述飞行器获得认证方面。此外,无人机的开发成本明显较低,微型飞行器 (MAV) 尤其如此。因此,在过去几年中,国立航空航天技术研究所“Esteban Terradas” (INTA) 一直在开发一种全新的仿生无人机,该无人机基于变形机翼技术,采用 Zimmerman 平面形状,使用宏纤维复合材料 (MFC) 执行器。由于该项目仍处于早期开发阶段,确保无人机的稳定性至关重要,尤其是考虑到其几何配置。为了实现上述稳定性,选择了 T 型尾翼配置。虽然已经通过稳定性增强系统 (SAS) 和基于 PID 的俯仰自动驾驶仪对仿生变形无人机的基本配置进行了初步纵向稳定性分析,但使用 MFC 执行器修改机翼对纵向稳定性的影响仍有待评估。因此,在目前的工作中,将对具有修改配置的仿生变形无人机的纵向稳定性进行分析,并将其与基本配置的纵向稳定性进行比较。还将评估修改 PID 系数是否有益。
摘要 本项目对初步飞机设计顺序进行了实用描述。该顺序从初步尺寸确定方法开始。设计顺序通过对 ATR 72 涡轮螺旋桨飞机的重新设计研究进行说明。重新设计飞机的要求与 ATR 72 的要求相同。ATR 72 也是重新设计过程中的参考。初步尺寸确定方法(在大学)仅适用于喷气式飞机。因此,该方法也适用于螺旋桨飞机。尺寸确定方法确保满足所有要求:起飞和着陆场长度、第二段和复飞梯度以及巡航马赫数。尺寸确定方法可实现最佳(低)功率/重量比和最佳机翼载荷。重新设计过程涵盖所有飞机部件:机身、机翼、尾翼和起落架。飞机设计顺序定义了机舱布局、机翼参数、高升力系统类型、尾翼配置和表面。进行质量分布分析,计算重心位置并确定机翼位置。最后计算直接运营成本 (DOC)。DOC 是采用欧洲航空公司协会 (AEA) 的方法计算的。DOC 用于飞机评估。为了满足要求,重新设计的 ATR 72 必须与原始 ATR 相比略有修改。例如,重新设计的增升系统增加了缝翼。总体而言,重新设计的飞机的最终参数与原始 ATR 72 相似。由于原始 ATR 72 的数据并非完全公开,因此挑战之一是从原始设计中发现驱动因素和秘密参数。
摘要 本项目对初步飞机设计顺序进行了实用描述。该顺序从初步尺寸确定方法开始。设计顺序通过对 ATR 72 涡轮螺旋桨飞机的重新设计研究进行说明。重新设计飞机的要求与 ATR 72 的要求相同。ATR 72 也是重新设计过程中的参考。初步尺寸确定方法(在大学)仅适用于喷气式飞机。因此,该方法也适用于螺旋桨飞机。尺寸确定方法确保满足所有要求:起飞和着陆场长度、第二段和复飞梯度以及巡航马赫数。尺寸确定方法可产生最佳(低)功率/重量比和最佳机翼载荷。重新设计过程涵盖所有飞机部件:机身、机翼、尾翼和起落架。飞机设计顺序定义了机舱布局、机翼参数、增升系统类型、尾翼配置和表面。进行质量分布分析,计算重心位置并确定机翼位置。最后计算直接运营成本 (DOC)。DOC 是使用欧洲航空公司协会 (AEA) 的方法计算的。DOC 用于飞机评估。为了满足要求,重新设计的 ATR 72 必须与原始 ATR 相比略有修改。例如重新设计的增升系统显示增加了缝翼。总体而言,重新设计的飞机的最终参数与原始 ATR 72 相似。由于原始 ATR 72 的数据尚未完全公开,因此挑战之一是从原始设计中发现驱动因素和秘密参数。
摘要 本项目对初步飞机设计顺序进行了实用描述。该顺序从初步尺寸确定方法开始。设计顺序通过对 ATR 72 涡轮螺旋桨飞机的重新设计研究进行说明。重新设计飞机的要求与 ATR 72 的要求相同。ATR 72 也是重新设计过程中的参考。初步尺寸确定方法(在大学)仅适用于喷气式飞机。因此,该方法也适用于螺旋桨飞机。尺寸确定方法确保满足所有要求:起飞和着陆场长度、第二段和复飞梯度以及巡航马赫数。尺寸确定方法可产生最佳(低)功率/重量比和最佳机翼载荷。重新设计过程涵盖所有飞机部件:机身、机翼、尾翼和起落架。飞机设计顺序定义了机舱布局、机翼参数、增升系统类型、尾翼配置和表面。进行质量分布分析,计算重心位置并确定机翼位置。最后计算直接运营成本 (DOC)。DOC 是使用欧洲航空公司协会 (AEA) 的方法计算的。DOC 用于飞机评估。为了满足要求,重新设计的 ATR 72 必须与原始 ATR 相比略有修改。例如重新设计的增升系统显示增加了缝翼。总体而言,重新设计的飞机的最终参数与原始 ATR 72 相似。由于原始 ATR 72 的数据尚未完全公开,因此挑战之一是从原始设计中发现驱动因素和秘密参数。
摘要 本项目对初步飞机设计顺序进行了实用描述。该顺序从初步尺寸确定方法开始。设计顺序通过对 ATR 72 涡轮螺旋桨飞机的重新设计研究进行说明。重新设计飞机的要求与 ATR 72 的要求相同。ATR 72 也是重新设计过程中的参考。初步尺寸确定方法(在大学)仅适用于喷气式飞机。因此,该方法也适用于螺旋桨飞机。尺寸确定方法确保满足所有要求:起飞和着陆场长度、第二段和复飞梯度以及巡航马赫数。尺寸确定方法可实现最佳(低)功率/重量比和最佳机翼载荷。重新设计过程涵盖所有飞机部件:机身、机翼、尾翼和起落架。飞机设计顺序定义了机舱布局、机翼参数、高升力系统类型、尾翼配置和表面。进行质量分布分析,计算重心位置并确定机翼位置。最后计算直接运营成本 (DOC)。DOC 是采用欧洲航空公司协会 (AEA) 的方法计算的。DOC 用于飞机评估。为了满足要求,重新设计的 ATR 72 必须与原始 ATR 相比略有修改。例如,重新设计的增升系统增加了缝翼。总体而言,重新设计的飞机的最终参数与原始 ATR 72 相似。由于原始 ATR 72 的数据并非完全公开,因此挑战之一是从原始设计中发现驱动因素和秘密参数。
摘要 本项目对初步飞机设计顺序进行了实用描述。该顺序从初步尺寸确定方法开始。设计顺序通过对 ATR 72 涡轮螺旋桨飞机的重新设计研究进行说明。重新设计飞机的要求与 ATR 72 的要求相同。ATR 72 也是重新设计过程中的参考。初步尺寸确定方法(在大学)仅适用于喷气式飞机。因此,该方法也适用于螺旋桨飞机。尺寸确定方法确保满足所有要求:起飞和着陆场长度、第二段和复飞梯度以及巡航马赫数。尺寸确定方法可实现最佳(低)功率/重量比和最佳机翼载荷。重新设计过程涵盖所有飞机部件:机身、机翼、尾翼和起落架。飞机设计顺序定义了机舱布局、机翼参数、高升力系统类型、尾翼配置和表面。进行质量分布分析,计算重心位置并确定机翼位置。最后计算直接运营成本 (DOC)。DOC 是采用欧洲航空公司协会 (AEA) 的方法计算的。DOC 用于飞机评估。为了满足要求,重新设计的 ATR 72 必须与原始 ATR 相比略有修改。例如,重新设计的增升系统增加了缝翼。总体而言,重新设计的飞机的最终参数与原始 ATR 72 相似。由于原始 ATR 72 的数据并非完全公开,因此挑战之一是从原始设计中发现驱动因素和秘密参数。
设计过程中的软件系统为探索以前不可行设计提供了新的机会,这些设计可以通过跨学科的通用方法和工具实现。通过 (a) 气动弹性剪裁来承载重新设计的衍生机翼;(b) 开发非常精确的颤振建模和颤振控制合成方法和工具,从而在开发、认证和运行期间改善颤振管理,从而可以快速将现有设计应用于衍生飞机,降低技术风险(例如,使用控制来解决开发过程中发现的颤振问题)。开发的工具和方法的准确性在经济实惠的实验平台上得到验证,然后进行规模化研究,展示跨学科开发周期。制造商通过集成开发颤振控制和气动弹性剪裁,获得用于提高飞机性能的成本效益高的方法、工具和演示器。这些跨学科能力改善了衍生飞机和新飞机的设计周期和验证与确认过程。飞行测试数据将发布在项目网站上,为全球航空航天研究界提供基准。项目成果为制定未来欧盟柔性运输飞机的认证标准起到了催化剂的作用。图 1 所示的飞机是“地平线 2020”项目“无颤振飞行包线扩展以实现经济性能改进”(FLEXOP)的主要演示机,旨在开发和测试主动颤振抑制控制算法 [1]。这架单引擎演示机翼展为 7 米。起飞重量通常为 55 公斤,但压载重量最多可增加 11 公斤。该飞机配备一台 300 N 喷气发动机 [2],位于机身后部。空气制动系统从机身侧面偏转,可实现快速减速、快速空速控制和大进近角。尾翼配置为 V 型尾翼,而每个机翼半部具有四个控制面,其中最外侧的控制面用于抑制颤振(见图 2)。两个最内侧的控制面在起飞和降落时用作增升装置。总共制造了三对机翼,将在无人机试验台上进行测试:• 机翼 - 0 – 一对使用平衡对称型层压板优化的机翼作为参考机翼,颤振速度远远超过飞机的运行速度。该机翼组主要用于基本飞行测试和刚性模型验证。• 机翼 - 1 – 一对颤振机翼,设计用于在测试范围内触发颤振,在运行速度范围内有两种主要颤振模式。然后,将使用主动颤振控制扩展飞行包线。• 机翼 - 2 – 一对使用不平衡复合层压板优化的机翼,通过气动弹性剪裁展示被动载荷减轻。