可折叠翼弹形微型飞行器结构设计

论文摘要

本文对一种执行特殊任务的弹型微型飞行器进行结构设计,这种微型飞行器要求装载空间尽可能小:尽量与飞行器半径相同。对弹形微型飞行器的内部装载空间进行了合理的布局设计。对飞行器的各个组成部分,进行了初步设计。并对飞行器进行外部尺寸的设计并进行三维建模。通过参考现有发火、点火装置,设计了适合本题目的保险、点火装置。对飞行器的发动机类型以及需要的燃料类型进行了选择。并对尾部封口部件进行设计。通过对现有的几种飞行器折叠机构的研究、比较,提出了一种新型的更适合执行特殊任务的新型飞行器折叠机构:对称弧形弹翼机构。并通过空气动力学数值模拟,对采用不同折叠翼机构的微型飞行器在有侧风吹来时的稳定性进行比较,验证了弧形弹翼机构在有侧风时绕飞行方向产生的自旋力矩较小。针对采用对称弧形折叠翼机构的微型微型飞行器,建立了在0.7马赫数飞行条件下的空气动力学模型。并采用fluent软件对微型飞行器模型求解。得到微型飞行器在飞行过程中受到的阻力,翼面受到的压力等。采用ANSYS软件对微型飞行器的弧形折叠弹翼机构建立网格模型,并加载计算得到载荷,进行结构动力学数值模拟,求出弹翼表面各点的应力值、结构变形并进行结构强度校核。通过数值计算,对飞行器的弹道进行计算。得到飞行器的飞行轨迹图,验证飞行轨迹是否满足设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 导弹介绍
• 1.2.1 按导弹弹道特征分
• 1.2.2 若按发射点和目标的空间位置划分
• 1.3 导弹的组成
• 1.3.1 战斗部系统
• 1.3.2 动力系统
• 1.3.3 制导系统
• 1.3.4 弹体系统
• 1.4 空射导弹
• 1.4.1 “奥法尔”红外制导炸弹
• 1.4.2 法国“米卡”中距空空导弹
• 1.4.3 陆基IRIS-T 红外制导空空导弹
• 1.4.4 “霹雷”2 号导弹
• 1.5 折叠弹翼导弹
• 1.5.1 3М-80“白蛉”反舰导弹
• 1.5.2 “红鸟”式巡航导弹
• 1.5.3 红箭反坦克导弹
• 1.6 本文研究目的和主要内容
• 第二章 可折叠翼微型导弹总体设计
• 2.1 折叠翼弹形微型飞行器技术指标
• 2.1.1 弹头形状
• 2.1.2 弹型微型飞行器翼面的主要几何参数
• 2.1.3 弹型微型飞行器外形设计后，用三维软件建模
• 2.2 折叠弹形微型飞行器内部布局及设计
• 2.2.1 微型飞行器内部布局
• 2.2.2 点火引信机构
• 2.2.3 弹型微型飞行器发动机选择
• 2.2.4 推进剂及药型选择
• 2.2.5 尾喷管设计
• 2.2.6 飞行器尾部封口部件设计
• 2.3 弹翼折叠机构设计
• 2.3.1 现有的几种折叠机构优缺点
• 2.3.2 一种新型折叠翼机构设计
• 第三章 弹型微型飞行器的气动分析
• 3.1 可折叠翼弹型微型飞行器网格生成
• 3.1.1 结构化网格
• 3.1.2 非结构化网格
• 3.1.3 导弹体网格生成
• 3.2 空间网格及边界条件设定
• 3.3 计算流体力学控制方程
• 3.3.1 质量守恒方程
• 3.3.2 动量守恒方程
• 3.3.3 能量守恒方程
• 3.4 不同折叠翼弹型微型飞行器空气动力特性分析
• 3.4.1 绕飞行方向的滚转力矩比较
• 3.4.2 飞行中受到扰动后的回复力矩比较
• 3.5 本章小结
• 第四章 对称折叠尾翼结构设计与分析
• 4.1 弹形微型飞行器结构设计
• 4.2 翼面结构分析
• 4.2.1 气动压力载荷分布
• 4.2.2 ANSYS 软件
• 4.2.3 有限元建模
• 4.2.4 施加约束与载荷
• 4.2.5 模拟仿真
• 第五章 可折叠翼弹形微型飞行器飞行轨迹与状态研究
• 5.1 计算流体力学仿真计算
• 5.2 通过编程对弹形微型飞行器轨迹进行估算
• 5.2.1 弹形微型飞行器的质量估算
• 5.2.2 弹形微型飞行器运动方程
• 5.2.3 微型飞行器轨迹运动分析
• 第六章 总结
• 6.1 本文完成的主要工作
• 6.2 后续工作及展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 附录