无人机撞网回收系统设计与分析

论文摘要

无人驾驶飞机由于受气候条件限制小、结构简单、使用方便、全寿命成本低等优点而日益受到各国军方的青睐，其运用领域在不断扩大，需求也在不断增加。但同时由于无人机任务设备的高技术化、专一化，其自身的成本也在不断的增加，多次利用便成为降低成本的重要手段。由于回收过程是一个非常重要且容易出现故障的阶段，所以对无人机的回收技术的研究就显得非常的必要。无人机回收技术近年来取得了快速的发展，主要有伞降回收、气囊回收及撞网回收等方法。撞网回收技术具有控制回收位置精确等明显优点，代表未来回收技术发展方向，本文的研究工作便是基于撞网回收技术展开的。目前，国内对于撞网回收技术尚未形成系统的研究体系。本文基于“单网三杆”式撞网回收技术，进行了原理设计、方案仿真、缓冲性能分析等多方面的研究，形成完整的系统设计流程。首先，本文提出了新的无人机撞网回收方案，设计了回收的具体方式。然后，在LS-PREPOST软件中建立无人机撞网回收系统的有限元模型，利用LS-DYNA软件分析了多种入网因素对无人机撞网回收性能的影响，进而得到了满足各种工况的阻尼特性曲线。接着，根据涡轮阻尼器的工作原理得到阻尼器的初步几何模型，利用基于CFD技术的计算流体力学软件FLUENT对涡轮阻尼器的阻尼性能进行了分析，得到了满足入网阻尼性能曲线时的涡轮阻尼器结构参数。最后，按要求设计了涡轮阻尼器及无人机撞网回收系统的其他结构部件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文研究方法
• 1.3.1 显式有限元基本理论
• 1.3.2 CFD 技术简介
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 无人机撞网回收系统原理设计及仿真分析
• 2.1 撞网回收方案设计
• 2.1.1 无人机撞网回收原理
• 2.1.2 无人机撞网回收结构方案
• 2.2 撞网回收仿真分析
• 2.2.1 撞网回收系统模型建立
• 2.2.2 基于入网工况及偏航角工况的涡轮阻尼器特性分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 涡轮阻尼器性能分析及结构参数确定
• 3.1 涡轮阻尼器工作原理
• 3.1.1 阻尼力产生机理
• 3.1.2 涡轮阻尼器工作原理
• 3.1.3 涡轮阻尼器初步结构参数的确定
• 3.2 涡轮阻尼器性能分析及结构参数确定
• 3.2.1 涡轮阻尼器流体性能仿真分析
• 3.2.2 结构参数对缓冲性能影响分析
• 3.2.3 涡轮阻尼器结构参数确定
• 3.3 本章小结
• 第4章 缓冲回收系统及涡轮阻尼器结构设计
• 4.1 涡轮阻尼器结构设计
• 4.2 涡轮阻尼器缓冲仿真曲线与试验曲线对比验证
• 4.3 撞网回收机构设计及部件校核
• 4.3.1 无人机撞网回收系统结构设计
• 4.3.2 无人机撞网回收系统部件校核
• 4.4 无人机撞网缓冲仿真曲线与试验曲线对比验证
• 4.5 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表的论文