申请/专利权人：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所

申请日：2024-03-12

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117875090A

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F30/15;G06F17/16;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明公开了一种考虑风干扰的固定翼无人机增量元飞行气动建模方法，涉及航空飞行器气动建模技术领域，其技术方案要点是：将气动力与气动力矩分解为不考虑风影响的基准值和由风干扰引起的增量值，通过泰勒展开的多元函数分解级数理论，采用飞行器相对于地面坐标系的运动变量进行描述，构建不同风况条件下通用的固定翼无人机气动力（矩）增量的共性基函数解析模型，结合风干扰作用系数的辨识，实现飞行器在未知风况条件下飞行中气动力（矩）的在线预测。本发明可较好地预测未知风况条件下固定翼无人机的气动力（矩），为准确的实时空气动力学建模与在线迁移应用奠定良好基础；给出了解析形式的空气动力共性基函数模型，使得增量元飞行气动模型具有更好的迁移能力与工程适用性。

主权项：1.一种考虑风干扰的固定翼无人机增量元飞行气动建模方法，其特征是：包括以下步骤：S1：得到无人机机体坐标系下表示的气动力与气动力矩，表示为： （1）式中，、与分别为飞行器的轴向力、横向力与法向力；、与分别为飞行器的滚转力矩、俯仰力矩与偏航力矩； 为动压，为飞行器的速度幅值，为空气密度，它是飞行器高度的函数；为飞行器的参考面积，、分别为飞机横向参考长度和纵向参考长度； 与分别为飞行器的阻力系数、侧力系数与升力系数，表示为： （2） 分别为飞行器的滚转力矩系数、俯仰力矩系数与偏航力矩系数，表示为： （3） 为气流坐标系到机体坐标系的方向余弦阵，表示为： （4）式中，为迎角，为侧滑角，为飞行器马赫数，表示静态气动力矩系数，、、为动导数系数，、与分别为升降舵、副翼与方向舵，为机体坐标系下飞机角速度矢量，上标“”为矢量转置符号；S2：将气动力与气动力矩分解为基准量与增量，表示为： （5）式中，为无风条件下固定翼无人机相对于大地运动状态对应的气动力与气动力矩基准量，为由于风引起的气动力与气动力矩增量；S3：将增量针对机体坐标系下表示的风速变量进行泰勒展开，确定各气动力增量与气动力矩增量分量的展开阶次，进而确定展开近似表达式中的总项数；S4：计算气动力增量与气动力矩增量的共性基函数，作为基对气动力增量与气动力矩增量进行逼近，结合气动力与气动力矩基准量，得到固定翼无人机的增量元飞行气动模型： （19）式中，、、为无量纲化的增量气动力（矩）系数；动压；矩阵；是仅与地面坐标系下表示的风速变量相关的系数函数；是仅与飞行器运动变量相关的共性基函数矩阵，，包括高度、地面坐标下表示的地速矢量、欧拉姿态角、角速度和舵偏角。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 一种考虑风干扰的固定翼无人机增量元飞行气动建模方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD