基于自旋稳定的单翼回旋飞行器升力优化设计方法

摘要

本发明公开了一种基于自旋稳定的单翼回旋飞行器升力优化设计方法，该方法为根据人眼分辨率和视觉暂留时间获得飞行器的最小偏心距和最小转速；初步选取飞行器的几何参数、质量分布和预期转速的值；根据自旋稳定理论获得翼型静稳定度的取值范围；基于飞行器的动力学线性化模型的稳定解，获得翼型静稳定度与飞行器的悬停攻角之间的关系式；在所述翼型静稳定度的取值范围内选取翼型静稳定度；基于所述翼型静稳定度与飞行器的悬停攻角之间的关系式、选取的翼型静稳定度、几何参数、质量分布和预期转速的值，计算飞行器的悬停升力；直到飞行器调整后的悬停升力大于自身重力。该方法能够在不依赖提高转速的飞行方法下获得飞行器额外的升力。

主权项

一种基于自旋稳定的单翼回旋飞行器升力优化设计方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一，根据人眼分辨率和视觉暂留时间获得飞行器的最小偏心距和最小转速；步骤二，初步选取飞行器的几何参数、质量分布和预期转速的值，利用飞行器的几何参数和质量分布获得飞行器的预期偏心距，使得飞行器的预期偏心距大于其最小偏心距，飞行器的预期转速大于其最小转速；步骤三，基于叶素动量混合理论，获得飞行器的动力学非线性模型，基于所述飞行器的动力学非线性模型，利用小扰动方法，获得飞行器的动力学线性化模型，基于步骤二所初选取的飞行器的几何参数、质量分布和预期转速的值，并根据自旋稳定理论获得翼型静稳定度的取值范围；步骤四，基于飞行器的动力学线性化模型的稳定解，获得翼型静稳定度与飞行器的悬停攻角之间的关系式；步骤五，在所述翼型静稳定度的取值范围内选取翼型静稳定度；步骤六，基于所述翼型静稳定度与飞行器的悬停攻角之间的关系式、选取的翼型静稳定度、几何参数、质量分布和预期转速的值，计算飞行器的悬停升力；步骤七，利用获得的飞行器的悬停升力与自身重力进行比较，若选取翼型静稳定度的值已遍历当前的取值范围，且获得飞行器悬停升力均小于自身重力，重复步骤二～六；若选取翼型静稳定度的值使得获得飞行器悬停升力大于自身重力时，将当前选取翼型静稳定度的值作为优化结果，从而完成了飞行器升力的优化设计。