充气型无人机的研究与发展
- 格式:pdf
- 大小:715.87 KB
- 文档页数:12
浅谈无人机的发展现状及发展趋势无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)作为一种无需人员操控的飞行器,近年来在各个领域得到了广泛应用。
本文将对无人机的发展现状和未来发展趋势进行探讨。
一、无人机的发展现状1.1 无人机的起源和发展历程无人机的概念最早可以追溯到20世纪初,但直到近年来,随着航空技术和电子技术的迅速发展,无人机才真正开始进入大众视野。
目前,无人机的应用已经涵盖了军事、民用、科研等多个领域。
1.2 无人机的应用领域无人机目前在军事领域的应用最为广泛,包括侦察、打击、无人机编队等。
此外,无人机在民用领域也有广泛应用,如航拍摄影、快递配送、农业植保、环境监测等。
科研领域则利用无人机进行地质勘探、气象观测、生态保护等工作。
1.3 无人机的技术发展无人机的技术发展主要包括飞行控制系统、传感器技术、通信技术、能源技术等方面。
随着技术的不断进步,无人机的飞行稳定性、载荷能力、续航能力等方面都得到了显著提升。
二、无人机的发展趋势2.1 智能化发展未来,无人机将更加智能化,具备自主飞行、智能感知、自主决策等能力。
人工智能技术的应用将使得无人机能够更加灵活地适应各种环境和任务需求。
2.2 多样化应用无人机的应用领域将进一步扩展,除了现有的军事、民用、科研领域外,还有可能涉及到交通运输、医疗救援、灾害救援等领域。
无人机将成为人们生活中不可或缺的一部分。
2.3 高效能源技术目前,无人机的续航能力还存在一定的限制,但随着能源技术的发展,无人机的续航能力将得到极大提升。
例如,太阳能、氢燃料电池等新能源技术的应用将使得无人机具备更长的飞行时间和更广泛的应用范围。
2.4 安全与隐私保护无人机的广泛应用也带来了一系列安全和隐私问题。
未来,无人机技术的发展将注重安全和隐私保护,加强对无人机的监管和管理,确保其合法、安全、可靠的运行。
2.5 国际合作与标准化无人机的发展需要国际合作和标准化,各国应加强合作,共同制定无人机相关规范和标准,推动无人机行业的健康发展。
无人机技术发展与研究一、引言无人机技术已经成为了当今科技领域的一个热门话题。
无人机由于其高效、快速、便携、适应性强等特点,已经成为了很多领域的重要工具。
通过无人机技术,可以完成极限探险、救援、警务、农业、智慧城市、环保监测、维修保养等任务。
因此,本文将重点研究和探讨无人机技术的发展以及相关研究进展情况。
二、无人机技术的发展现状在当今的无人机技术领域,一直以来都在不断进行着技术升级和革新,旨在满足人们对无人机性能和应用方面的不断提高。
而随着人工智能领域的不断发展和普及,将人工智能技术应用于无人机领域,也成为了无人机技术的一个重要方向。
以下是无人机技术在各个领域的发展现状:1. 精度和稳定性不断提高现在无人机的精度和稳定性已经大大提高,使得无人机成为了一种重要的基础设施。
改进后的 GPS 系统以及即时性强的串并联控制都对提高精度和稳定性有所贡献。
2. 能源效率得到提高现在的无人机能源效率已经得到了极大的提高。
通过改善电池技术、使用高效的电机以及经过优化的诱导电机,使得无人机在能源使用方面变得更加高效。
3. 自动控制技术得到改善自动控制技术是无人机技术的核心。
通过模型辨识、优化、控制等技术,增加对无人机的控制精度和灵活性,使得无人机能够应对更多任务需求。
同时,自动飞行技术也在不断提高,无人机已经可以实现未经过训练人员操作的飞行。
4. 光学成像和传感器技术的进展现在无人机上搭载了各种先进设备,例如:高清摄像机、红外线探测器、激光测距仪等等,这些设备使无人机拓展到不同领域,并满足各种行业的需求。
三、无人机技术在不同领域的应用1. 农业无人机在农业领域的应用越来越广泛,可以实现土地监测和病虫害预警等任务。
同时,利用无人机改善传统农业资产的管理过程。
通过无人机掌握作物的生长情况,从而实现对肥料和水分的控制和调整。
2. 环境监测无人机已开始被用于环境评估和监测,如用无人机进行空气污染、气象监测、水质和海洋生态监测、植被盖度估量等任务。
浅谈无人机的发展现状及发展趋势无人机是一种无需人操控即可执行任务的飞行器,近年来得到了广泛的应用和发展。
本文将从现状和发展趋势两个方面来探讨无人机的发展。
一、现状1.1 无人机在军事领域的应用无人机在军事领域的应用越来越广泛,可以执行侦察、打击等任务,提高了作战效率和安全性。
1.2 无人机在民用领域的应用无人机在民用领域的应用也越来越多,如航拍、农业植保、物流配送等,为各行各业带来了便利。
1.3 无人机技术的不断进步无人机技术不断进步,飞行稳定性和安全性得到提升,飞行时间和载荷能力也在不断增加。
二、发展趋势2.1 智能化未来无人机将更加智能化,具备自主决策和避障能力,可以更好地适应各种环境和任务需求。
2.2 多元化应用无人机的应用领域将进一步扩大,涵盖军事、民用、科研等多个领域,为人们的生活和工作带来更多可能性。
2.3 融合发展无人机将与人工智能、大数据等技术进行融合发展,形成更加强大的综合应用能力,为人类社会的发展做出更大贡献。
三、发展挑战3.1 隐私安全问题无人机的普及和应用可能带来隐私泄露和安全隐患,需要加强监管和技术防范。
3.2 空域管理问题无人机的大规模应用可能对空域管理带来挑战,需要建立更加完善的空中交通管理系统。
3.3 技术标准和规范无人机行业的标准和规范尚不完善,需要不断完善和统一,以确保无人机的安全和可靠性。
四、国际合作4.1 产业合作各国在无人机领域展开合作,共同推动技术创新和产业发展,实现互利共赢。
4.2 法律合作各国需要加强法律合作,制定统一的无人机管理法规,促进无人机行业的健康发展。
4.3 人才交流各国应加强人才交流,共同培养无人机领域的专业人才,推动行业的持续发展。
五、展望未来5.1 无人机将成为未来重要的技术手段无人机将成为未来重要的技术手段,为人类社会的发展和进步提供更多可能性。
5.2 无人机行业将迎来更加蓬勃的发展随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,无人机行业将迎来更加蓬勃的发展。
浅谈无人机的发展现状及发展趋势引言概述:无人机作为一种新兴的航空器,近年来在各个领域得到广泛应用。
本文将从技术、市场和应用三个方面,详细阐述无人机的发展现状及未来的发展趋势。
一、技术方面1.1 无人机的飞行控制技术目前,无人机的飞行控制技术已经非常成熟。
通过惯性导航系统、GPS定位系统和遥控器等设备,可以实现无人机的精确控制和定位。
1.2 无人机的通信技术为了实现无人机与地面控制中心之间的实时通信,无人机的通信技术也得到了快速发展。
目前,通信技术已经能够支持高清视频传输、数据传输和遥测等功能。
1.3 无人机的能源技术无人机的能源技术是其发展的关键。
目前,无人机多采用电池供电,但续航能力有限。
未来,随着太阳能、燃料电池等新能源技术的发展,无人机的续航能力将大幅提升。
二、市场方面2.1 无人机市场规模的扩大随着无人机技术的成熟和应用的广泛推广,无人机市场规模呈现快速增长的趋势。
据统计,全球无人机市场规模预计将在未来几年内达到数百亿美元。
2.2 无人机市场的细分化无人机市场正在逐步细分化,不同领域的需求推动了无人机市场的多元化发展。
例如,农业、安防、物流等领域对无人机的需求不断增加,促使无人机市场呈现出多元化的发展趋势。
2.3 无人机市场的国际竞争目前,无人机市场的竞争主要集中在美国、中国等国家。
这些国家在无人机技术、制造和应用方面处于领先地位,形成了激烈的国际竞争格局。
三、应用方面3.1 无人机在农业领域的应用无人机在农业领域的应用前景广阔。
它可以通过航拍技术监测农田的生长情况,提供精确的农作物信息,帮助农民进行精细化管理,提高农作物的产量和质量。
3.2 无人机在物流领域的应用无人机在物流领域的应用也越来越受关注。
它可以实现快速、高效的货物运输,解决传统物流方式中的瓶颈问题,提高物流效率。
3.3 无人机在环境监测领域的应用无人机在环境监测领域的应用可以实现对大气、水质和土壤等环境参数的实时监测。
这对于环境保护和资源管理具有重要意义,有助于提高环境监测的精确度和效率。
浅谈无人机的发展现状及发展趋势无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)是一种可以在没有人操控的情况下完成各种任务的飞行器。
近年来,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,无人机的发展取得了显著的成就。
本文将就无人机的发展现状及发展趋势进行浅谈。
一、发展现状1. 技术成熟度:目前,无人机的技术已经相对成熟,包括飞行控制、导航定位、通信传输、传感器等方面。
各种传感器技术的发展,特别是图象传感器和激光雷达的应用,使得无人机在航拍、测绘、农业、环境监测等领域具有了更广泛的应用前景。
2. 应用领域:无人机的应用领域非常广泛。
目前主要包括航拍摄影、农业植保、物流配送、环境监测、灾害救援等。
其中,航拍摄影是无人机应用最为广泛的领域之一,无人机的机动性和灵便性使得其能够拍摄到传统航拍方式无法达到的角度和高度。
3. 市场规模:无人机市场规模逐年扩大,估计未来几年仍将保持较高的增长率。
根据市场调研机构的数据显示,2022年全球无人机市场规模达到了1000亿美元,估计到2025年将突破2000亿美元。
中国是全球无人机市场的主要推动力之一,无人机创造商和应用服务提供商在中国市场的竞争也日益激烈。
二、发展趋势1. 智能化:随着人工智能和自动化技术的不断进步,无人机的智能化程度将不断提高。
未来,无人机将具备更强的自主飞行和任务执行能力,能够根据环境变化自主调整飞行路径和执行任务。
2. 多样化:未来无人机的形态将更加多样化。
除了目前常见的四旋翼、六旋翼和固定翼无人机外,还有垂直起降无人机、水下无人机、潜水无人机等。
这些不同形态的无人机将能够适应更多不同的应用场景和任务需求。
3. 高效性:未来无人机将更加注重飞行效率和能源利用效率的提升。
新一代无人机将采用更轻、更坚固、更高效的材料,同时配备更先进的动力系统和电池技术,以提高飞行时间和载荷能力。
4. 无人机系统集成:未来无人机将更加注重与其他技术的融合和系统集成。
浅谈无人机的发展现状及发展趋势无人机的发展现状及发展趋势1. 引言无人机作为一种新兴的航空器,已经在各个领域展现出巨大的潜力。
本文将就无人机的发展现状和未来趋势进行详细探讨。
2. 无人机的发展现状2.1 无人机的起源无人机最早起源于20世纪初的军事领域,用于执行一些危险或复杂的任务,如侦察、侦查和打击敌方目标等。
随着技术的发展,无人机逐渐应用于民用领域,如航拍、物流、农业等。
2.2 无人机的应用领域目前,无人机已经广泛应用于各个领域。
在航拍领域,无人机可以用于拍摄电影、广告、旅游等。
在物流领域,无人机可以用于快递、货物运输等。
在农业领域,无人机可以用于农作物的喷洒、检测等。
此外,无人机还可以应用于环境监测、应急救援等领域。
2.3 无人机的技术发展无人机的技术不断进步,主要体现在以下几个方面:2.3.1 无人机的控制系统无人机的控制系统是其核心技术之一。
目前,无人机的控制系统已经实现了自主飞行、避障、自动返航等功能,大大提高了飞行的安全性和稳定性。
2.3.2 无人机的能源技术无人机的能源技术也在不断进步。
传统的无人机主要依靠电池供电,续航时间较短。
但随着燃料电池和太阳能等新能源技术的发展,无人机的续航时间得到了显著提升。
2.3.3 无人机的传感器技术无人机的传感器技术是实现自主飞行和任务执行的关键。
目前,无人机已经配备了各种传感器,如摄像头、红外线传感器、雷达等,可以实时获取环境信息,并做出相应的飞行调整。
3. 无人机的发展趋势3.1 智能化发展随着人工智能和机器学习等技术的不断发展,无人机将越来越智能化。
未来的无人机将能够自主识别目标、自主规划航线、自主执行任务,大大提高工作效率和安全性。
3.2 多样化应用未来,无人机的应用领域将进一步扩展。
除了目前已经应用的航拍、物流、农业等领域外,无人机还可以应用于城市交通、消防救援、医疗救援等领域,为人们的生活带来更多便利和安全。
3.3 网络化连接未来的无人机将通过网络实现互联互通。
浅谈无人机的发展现状及发展趋势无人机是一种没有人搭乘的飞行器,可以通过遥控或者预设的程序自主飞行。
近年来,随着科技的不断进步和应用场景的扩大,无人机的发展呈现出了蓬勃的态势。
本文将从无人机的发展现状和发展趋势两个方面进行探讨。
一、无人机的发展现状1.技术水平的提升:随着航空技术和电子技术的不断进步,无人机的技术水平得到了显著提升。
现代无人机配备了先进的传感器、摄像头和通信设备,能够实现高精度的定位、导航和遥感等功能。
2.应用领域的拓展:无人机已经广泛应用于农业、测绘、环境监测、物流配送、救援搜救等领域。
例如,在农业领域,无人机可以利用红外传感器和高分辨率相机对农田进行精确的农药喷洒和作物监测,提高农作物的产量和质量。
3.市场规模的扩大:随着无人机技术的成熟和应用场景的增多,无人机市场规模逐渐扩大。
根据市场研究机构的数据显示,全球无人机市场规模预计将在未来几年内达到数千亿美元。
二、无人机的发展趋势1.智能化发展:未来无人机将更加智能化,具备自主避障、智能路径规划和自主充电等功能。
通过人工智能和机器学习等技术的应用,无人机能够自主识别和应对复杂的环境和任务需求。
2.多样化应用:随着技术的发展,无人机将在更多的领域得到应用。
例如,无人机可以用于城市交通监管,监测交通拥堵和违法行为,提高城市交通的效率和安全性。
3.长航时和高载荷能力:未来无人机将具备更长的航时和更大的载荷能力。
通过采用新型的电池技术和轻量化材料,无人机能够实现更长时间的飞行,并携带更多的设备和货物。
4.网络化和协同化:随着物联网和5G技术的发展,无人机将实现网络化和协同化。
多架无人机可以通过网络进行实时通信和数据共享,实现协同作业和智能调度,提高工作效率和安全性。
5.法律法规的完善:随着无人机市场的快速发展,相关的法律法规也在不断完善。
各国政府将加强对无人机的管理和监管,确保无人机的安全和合法使用。
综上所述,无人机作为一种新兴的航空器具,具有广阔的应用前景和发展空间。
浅谈无人机的发展现状及发展趋势无人机作为一种新兴的航空器,近年来在各个领域得到了广泛的应用和发展。
本文将从无人机的发展现状和发展趋势两个方面进行探讨。
一、发展现状1.1 无人机在军事领域的应用无人机在军事领域扮演着重要角色,可用于侦察、打击等任务。
无人机的作战效果逐渐得到认可,成为现代军事作战的重要工具。
军方对无人机技术的投入不断增加,推动了无人机技术的发展。
1.2 无人机在民用领域的应用无人机在民用领域也有着广泛的应用,如航拍、农业植保等。
无人机的应用范围不断扩大,涉及到物流、环保等各个领域。
民用无人机市场逐渐兴起,成为新的经济增长点。
1.3 无人机技术的发展水平无人机技术不断创新,飞行性能和载荷能力得到提升。
无人机的智能化程度不断提高,具备更多的自主飞行能力。
无人机的安全性和可靠性得到加强,逐渐成熟和稳定。
二、发展趋势2.1 智能化和自主化未来无人机将更加智能化和自主化,具备更强的智能感知和决策能力。
无人机将能够实现更复杂的任务,如无人机编队、智能避障等。
智能化将成为无人机发展的主要趋势,提升无人机的应用价值。
2.2 多元化应用未来无人机的应用领域将更加多元化,涉及到更多的行业和领域。
无人机将在物流、交通、医疗等领域发挥更大的作用。
多元化应用将推动无人机市场的快速增长,带动无人机产业的发展。
2.3 安全性和隐私保护随着无人机的普及,安全性和隐私保护问题也日益凸显。
未来无人机将更加注重飞行安全和数据隐私保护。
加强安全性和隐私保护将成为无人机发展的必然趋势,保障无人机的可持续发展。
综上所述,无人机作为一种新兴的航空器,其发展现状和发展趋势都表现出了蓬勃的生命力和广阔的前景。
随着技术的不断创新和应用领域的不断拓展,相信无人机将在未来发展中发挥越来越重要的作用,为人类社会带来更多的便利和发展机遇。
无人机技术的发展与应用前景研究从军事行业到民用市场,无人机技术的应用范围越来越广泛,正如飞行器和机器人技术一样,无人机技术已成为科技领域的热门话题。
本文将探讨无人机技术的发展现状和未来应用前景,以及相关领域的创新发展。
一、无人机技术的发展现状随着技术的不断进步,无人机的功能和性能也在不断提升。
目前,最流行的无人机类型是四旋翼无人机,它们的结构简单, 动力性好,容易操控。
同时,随着技术不断提高,无人机的控制器、姿态传感器、飞控系统、电池等都得到了很大的改善,使无人机的飞行更加稳定和可靠。
除了技术的改善,无人机的应用领域也不断扩大。
在军事领域,无人机早已被广泛应用,如军事侦察、反恐作战、战场轰炸等, 对战争操作起到了很大的支援作用。
同时,无人机也应用到了极端环境,如天气预报、灾害救援等。
在民用领域,无人机也得到了广泛的应用,如商品配送、航拍、科学研究等等。
二、无人机技术的应用前景目前,无人机技术已成为各行各业的研究重点。
无人机作为一种新兴的工具,有着广阔的应用前景。
随着技术的进一步发展,无人机在下列领域中将会得到更多广泛的应用。
(一)林业在林业领域,无人机可以用于采集森林资源信息。
它可以搭载各种类型的传感器,如高清相机、激光雷达等, 来采集森林高度、形态、覆盖率等信息,以实现精准的森林资源调查和监测,提高林业的管理效率。
(二)气象在气象领域,无人机已经被广泛应用,如气象探测、天气预报等。
随着气象领域的技术进步和数据采集技术的不断提高,无人机将会扮演越来越重要的角色。
未来,无人机可以搭载更多高科技的设备和传感器,来实现更为准确的气象预报和天气监测。
(三)农业在农业领域,无人机可以帮助农民实现农业智能化,提高农业生产效率。
无人机可以喷洒农药、施肥,同时也可以用于作物的监测、灌溉等领域。
未来,随着智能化农业的不断发展,无人机将有更大的应用前景。
(四)建筑在建筑领域中,无人机可以实现建筑的安全检测、质量检测等工作。
浅谈无人机的发展现状及发展趋势无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称UAV)作为一种新兴的航空器,近年来得到了广泛的关注和应用。
本文将就无人机的发展现状及发展趋势展开讨论。
一、无人机的发展现状1. 无人机的起源无人机的概念最早可以追溯到20世纪初。
随着航空技术的发展,无人机开始逐渐成为现实。
20世纪50年代,美国开始研发和应用无人机,用于军事侦察和目标打击等领域。
随着技术的进步,无人机的应用范围也逐渐扩大。
2. 无人机的应用领域目前,无人机已经广泛应用于军事、民用和商业领域。
在军事领域,无人机被用于侦察、目标打击、战场监视等任务。
在民用领域,无人机被应用于航拍摄影、灾害监测、农业植保等领域。
在商业领域,无人机被用于物流配送、快递服务、航拍广告等行业。
3. 无人机的技术发展无人机的技术发展也取得了长足的进步。
首先是飞行控制技术的提升,使得无人机能够实现自主飞行和精确悬停。
其次是传感器技术的发展,包括全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)和遥感技术等,使得无人机能够实现精准导航和环境感知。
此外,无人机的载荷能力和续航能力也得到了提高,使得无人机能够携带更多的设备和完成更长时间的任务。
二、无人机的发展趋势1. 技术升级随着科技的不断进步,无人机的技术将不断升级。
未来,无人机可能会采用更先进的材料和设计,提高飞行效率和载荷能力。
同时,无人机的自主飞行和避障能力也将得到进一步的提升,使得无人机能够更加安全和可靠地执行任务。
2. 应用拓展随着无人机技术的成熟和应用场景的不断扩大,无人机的应用领域也将继续拓展。
除了现有的军事、民用和商业领域,无人机可能会应用于更多的领域,如交通监管、环境监测、医疗救援等。
此外,无人机与人工智能、大数据等技术的结合也将带来更多的应用创新。
3. 规范管理随着无人机的普及和应用范围的扩大,对无人机的规范管理也变得尤为重要。
各国纷纷出台了无人机的相关法规和政策,以确保无人机的安全飞行和合法使用。
McCulloch4318发动机。
其翼展为28英尺,机长19英尺2英寸,携带燃油18加仑,机重740磅,航程275英里,航时5.4小时,巡航速度55mph,失速速度43mph,最大速度70mph。
翔2GA-466Goodyear充气飞机
Goodyear公司在充气型飞机研制方匿可以说是一种壮举。
但是,由于当时材料科学的发展水平有限,丽采用固体结构的飞机毕竟是主流,充气飞机没有很好地得到发展。
由于常规飞行器的固体结构飞机尺寸大、不便运输,近年来,充气飞机又被重新重视起来。
从军事上讲,部队机动性要求越来越高,现代作战系统需要更详细的战场信息,对便于携带的低成本无人机需求已经显现出来,事实上,一些小型无人机已经大量地装备各个兵种,作为便要携带的充气飞机可以发挥它的优势。
美国作为全球战略的需要,体积小、重量轻的充气无人机自然是非常必要的,正因为如此,NASA已经开展了几年的充气型无人机研究。
翔3是NASA予2001年试飞的充气杌翼无人机,它由另一架飞机带到几百米的空中投放,充气无人机进行自动充气、机翼展开,作无动力滑翔飞行,最后自动着落。
从公开的录像晷,飞枫机翼展开的过程中,飞机姿态是很平稳的。
对于该验证机而言,机翼依靠高压氮气瓶充气,内部威力达到200~250磅/平方英寸(psi),究气过程只需0.33秒,图3中可以看到机翼的展开过程。
在上述图3的验证极中,只有机鬓是充气可展开的。
丽充气飞机的最太好处就是体积方面的可压缩性,因此,只考虑机翼作为充气部件在体积方面的好处仍然不够,飞翼布局的飞机则在这方面拥有更大的优势。
图4是美国发展的一种飞翼式充气飞机,它的优点是可以收
151
缩在一个很小的机体空问内,因此具有很方便的运输性能,图5是这类充气飞机收起状态的布置情况。
当然,飞翼式充气飞机在操纵性方面也会很困难,仍然需要发展新的气动技术来解决这方面的问题。
圉4飞翼式充气无人机
圉5飞翼式充气飞机展开和收起状态示意圈
经过在充气飞机方面的研究,美国已经研制出了实用的充气飞行器,图6是美国推出的一个充气型无人机武器装备,毫无疑问,它具有充气型飞行器便于运输和成本较低的优点。
3、充气航天器
图6美国LoiteringElcch'icWarfareKiller充气飞行器
由于充气型飞行器的体积可变性,对于航天应翊面言,f司样具有很大的应用潜力E6113】。
在荚翳探测火星的第一个飞行器着陆系统中,采用的是自动充气气球碰撞式着陆,主要考虑的是技术上的成熟性。
但是,这种着陆方式探测的范围很有照,因此,美国航天部门考虑在下一次火星探测中使用充气无人飞机,既能满足空间运输过程中体积、重量方西的要求,又可以进行大范围的探测。
英国也着手研究火星探测充气飞行系统如图7、8,显然,充气飞机是其中的重要组成部分。
同时,也有人设计了充气降落伞进彳亍火星着陆的模式,图8给出了充气降落伞示意图。
翻7充气降落系统
图8充气飞机完成最后工作
图9火星着陆充气降落伞示意图
在空间站应用方面,充气结构也有很大的优势,一方露充气结构在火箭运载过程中体积很小,另一方面空间无重力环境下,对空间结构的强度要求大大降低。
正因为如此,空间充气结构的飞行器具有很大的发展前景。
图lo和图n给出了空间充气飞行器的示意图,图12剥是大型兖气空间站的示意图。
图lO充气展开过程示意豳固12充气空闫站示蠢碧
謦11蒜开后的空阐飞行器
在航天应用方面,人们甚至设想了利用充气飞行器来减轻气动热的影响,这种方案一方
面可以通过充气飞行器雏形(如钝头部)改交流场激波系,降低气动热作用,另~方面由于
充气结构与内部结构之间的传热减少了,达到减小气动热对内部环境的危害。
在当前气动热睡题缺乏更多办法的情况下,这方面研究工作给出了一条耨途径f9】。
图13帮图14绘出相应研究情况。
图13充气型返圊式飞行器结秘固14充气结构烧蚀过程试验
4、欧洲充气飞行器
除美国外,欧洲也开展了充气型飞行器的研究。
俄罗斯的研究工作看不到具体内容,值也寄信息出现。
德国有人研究了小型充气无人机。
相比之下,瑞士人在充气飞行器方强更为超前,瑞士在1995年就设计出一架命名为Stingray的充气飞机(如图15),该飞机冀展13米,起飞重量840千克,飞行速度每小时13千米。
到目前为止,该充气飞机已经在#唾尔卑斯由上空进行了300次以上的飞抒。
固15瑞士Stingray充气飞机
瑞士人还有更冒险的行动,依靠充气翼飞越峡谷(如图16、17),如果这种单人充气飞翼技术成熟,相信对提高单兵作战能力舆有重大的价值。
图16单人充气翼飞行装置图17飞越峡谷壮举
5、充气飞机的关键技术和西北工业大学在此方面的研究
西北工业大学“翼型、叶栅空气动力学”国防科技重点实验室近年来也对充气飞机开展了初步的研究工作,对充气飞机的关键技术进行了一些探索性研究。
就目前的理解而言,主要的关键技术包括:(1)轻质、密封性能好的软震材料。
从目前了解的情况看,国外在这类材料研究方面的确走在前丽,美国在充气飞机方蠢选择了两种方式,一种是充气后一直保持内部压力达到维持外形的目的,这种方式需要不断补气,因为漏气是不可避免的。
另一种是充气后经过若干秒对间,材料自动固化成磋质材料,满足维持外形的要求,这种方式不需要补气,但是能充气一次,因为材料固化后不8&恢复到折鼗状态。
(2)充气内部结构设计。
对于充气结构而言,既要维持足够的内部压强使得充气结构承受飞行器载荷要求,还得保持良好的气动外澎满足空气动力学要求,因此作为飞机,空气动力学性能是飞机最本质的内涵。
但是,软质材料只能抗拉力不能抗势力,要保持非对称的外形,需要对内部结构进行精心设计,充分利用非对称内部结构,达到飞机机翼的外形要求,美国人在充气翼内部结构申报了多项专利。
(3)充气结构与气动的一体化设计。
虽然充气结构可以满足刚度需要,但充气结构毕竟不是固定结构,在气动载荷的作用下,结构的总体变形、局部变形会随着软材料两侧的压力而变化,丽气动设计出的理想岁}形必须考虑充气结构的这种变化。
所以,充气结构和气动的一体化设计是必须突破的关键技术之一。
(4)结合部的设计和工艺。
充气飞行器总是多个部件组成的,密封自然是充气飞行器的关键环节,同一性质的材料比不同材料的结台部密封要难,所以,材料的选择除需要考虑轻便、密封外,还需要考虑与其它材料的密封连接问题。
(5)完金充气飞行器豹操纵闻题。
对于圆体结构莉言,桃械式操纵蕊就可以实现飞行器的姿态控制,而充气飞行器的操纵面是另一个不能忽视的关键环节。
近两年,西北工业大学在充气无人机的研究方面开展了一些研究工作,对充气结构的设计、承载能力、结合部的密封嗣题等开展了试验研究工作,如图18、19。
在进行了单项技术的拐步研究后,研制了一架使用规翼的小型飞桃,通过初步试飞,验证了充气帆翼的一些技术。
图20是该充气飞机的飞行情况。
156
图18充气机嚣的承载实验图19充气嚣的内郭构造
匿20充气机翼的小型无^橇飞行图片
6、充气结构及在变形体中的应用
充气结构的本质是形状的改变,而空气动力学的性能就是由外形决定的。
因此,充气结构是完成飞行器外形改变的晟简单形式。
实际上,国外已经开展了类似的研究工作,阔2l、22是通过充气结构改变前缘外形,达到改变翼型弯度的目的,显然,其作用类似机翼的缝翼。
图23是机身上的充气结构使用例予,此时,该充气结构的作用与机翼边条或鸭翼的作用相当。
所以,充气结构将可以在变形飞行器中得到更多的使用。
近年来,磋北工业大学已经开展了这方面的研究工作,有人甚至研究出微型充气结构,并且进行_『流动控制方面的风洞试验。
图2l充气结构改变翼型前缘形状的示意图
图22孜变翼型前缘的风洞试验结果
围23机身上充气边条的结构示意图
158
充气型无人机的研究与发展
作者:叶正寅, 吕强, 李栋
作者单位:西北工业大学,"翼型、叶橱空气动力学"国防科技重点实验室,西安,710072
本文链接:/Conference_6239732.aspx
授权使用:北京政法职业学院(bjzfzyxy),授权号:36aceb74-377f-4a32-bb5e-9dc800b3ae0b
下载时间:2010年8月4日。