亚声速飞机基本飞行性能分析方法及其在无人机上的应用

摘要

本文将美国Smetana.F.O.教授在《FlightVehiclePerformanceAndAeroDynamicControl》一书中附带的计算飞行器飞行性能的程序整合成一个系统的计算飞行性能的软件，并将其命名为FVPAAC（飞行性能计算与气动力操纵）。本文结合飞机外形的三维重建、飞机的气动力计算以及上述的飞行性能计算软件，形成了一个整体、系统的对于一个气动、飞行性能未知飞机的飞行性能计算方法。本文将该方法应用于美国通用原子公司最新的隐身无人机“捕食者C”上。本文利用图形学中的“透视法”理论，根据透视照片对“捕食者C”无人机进行了三维重建；在三维重建的基础上，利用Fluent软件，N-S方程气动模型对“捕食者C”无人机进行气动计算与分析；根据通用原子公司透露出的关于“捕食者C”无人机的信息，并结合重力、发动机推力性能的估算，在气动计算结果的基础上，利用FVPAAC软件对其进行飞行性能分析：包括不同高度下的静态飞行性能以及爬升性能、起飞性能等。本文还利用FEKO软件对“捕食者C”无人机的隐身性能作了初步分析。

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图表清单

注释表

第一章 前言

1.1无人机发展现状

1.2无人机的飞行性能

1.3 本文所做的内容

第二章 基本飞行性能分析理论方法及FVPAAC软件介绍

2.1 飞行性能分析理论基础及采用的计算方法

2.2“飞行性能计算与气动力操纵”（FVPAAC）软件介绍

第三章“捕食者C”无人机的外形三维重建

3.1 三维重建方法介绍

3.2由透视图像的灰度分布提取曲面外形的方法

3.3 用B样条对特征点插值获得特性曲线和特征曲面

3.4 “捕食者C”无人机的三维重建

第四章“捕食者C”型无人机的气动特性分析

4.1 计算域网格划分

4.2计算空气动力学简介

4.3“捕食者C”无人机的气动特性分析

第五章“捕食者C”无人机的飞行性能计算与分析

5.1 飞行性能计算原理及相关参数的确定

5.2 “捕食者C”无人机飞行性能计算与分析

第六章 “捕食者C”无人机的雷达特性分析

6.1 雷达目标特性的计算方法

6.2 雷达散射截面积的定义（1）雷达散射截面积

6.3 散射区域划分

6.4 FEKO关于大尺寸问题的RCS分析⑴FEKO简介

6.5 “捕食者C”无人机的隐身性能计算与分析（1）模型表面网格的划分

第七章 总结与展望

7.1 所做工作总结

7.2 进一步研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文