组合仿生跨介质飞行器设计及流固耦合性能研究

作者：罗剑桥; 刘晓东; 马文朝; 孟军辉^*

来源：无人系统技术, 2022, 5(03): 28-39.

DOI：10.19942/j.issn.2096-5915.2022.3.025

• 跨介质飞行器
• 组合仿生
• 飞行性能
• 气动性能
• 流固耦合性能

针对已有采用溅落方式入水的跨介质固定翼飞行器存在的机翼变构能力弱、气/水动性能尚有提升空间等问题，基于组合仿生理念提出了一种跨介质飞行器的设计方案。通过拼合翠鸟头部和龙虱身体构建了组合仿生机身外形，并参照鸟类翅翼设计了能够进行复杂变构型的仿生变体机翼，大幅提高了跨介质飞行器对多种运行模式和工况的适应性。在总体参数设计的基础上，通过数值仿真方法完成了空中飞行状态下气动特性分析和介质跨越过程流固耦合特性分析，进一步探究了组合仿生飞行器的特点。结果表明，所设计多种机翼构型可满足不同工况需求，组合仿生机身方案与传统流线型机身方案相比，空中飞行阻力系数减小13.1%，升阻比提高2.8%，入水过程最大冲击载荷降低20.9%，最大过载减小39.4%。文中所做的工作能够为跨介质飞行器的实现提供新的思路。

• 单位
  北京理工大学