【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及仿生撲翼飛行器，具體為一種具有低功耗增推特性的撲動翼及長續航撲翼飛行器。
技術介紹
1、仿鳥撲翼飛行器是一種借鑒鳥類生物的飛行方式與飛行原理的微型飛行器，由于其重量輕、體積小，因此攜帶方便，使用成本較低，且具有一定的仿生性，其較高的隱蔽性特點能夠用于偵察、監視等軍用領域，也可用于科學考察、環境監測等民用領域，具有廣闊的應用前景。
2、圍繞這一課題，多所研究機構已研制出多款撲翼飛行器，其中較為成功的有德國festo公司的smartbird仿生海鷗撲翼飛行器、美國加州理工大學的batbot仿蝙蝠撲翼飛行器、以及荷蘭代爾夫特大學的“delfly”等，但這些撲翼飛行器距離實用無人機系統的飛行器平臺都有一定距離，尤其是飛行續航時間短。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題，本專利技術提出一種具有低功耗增推特性的撲動翼設計方法及撲動翼和長續航撲翼飛行器。
2、本專利技術提出一種具有低功耗增推特性的撲動翼設計方法，包括以下步驟：
3、步驟1：以推力最優為設計目標設計撲動翼；
4、步驟2：采用cfd方法對步驟1設計的撲動翼進行流場計算，確定出撲動翼不同展向位置的最佳扭轉角，并依據撲動翼不同展向位置的最佳扭轉角插值得到撲動翼的最優變形形式；
5、步驟3：對步驟1得到的撲動翼的運動過程進行風洞試驗，并基于高速攝像技術得到實測的撲動翼變形形式；
6、步驟4：將實測的撲動翼變形形式與步驟2得到的最優變形形式進行變形結
7、進一步的，步驟1中，設計得到的撲動翼分為內側臂翼和外側手翼，且手翼部分最大弦長大于臂翼部分最大弦長，手翼面積占比大于臂翼面積占比，臂翼剖面翼型選擇厚且彎的翼型，手翼剖面翼型選擇薄而平的翼型。
8、本專利技術還提出一種撲動翼，基于上述方法得到。
9、進一步的，所述撲動翼翼展0.68m，手翼最大弦長0.13m，臂翼最大弦長0.10m，其中手翼面積占比0.65，臂翼面積占比0.35，其他結構參數如下表所示：
10、
11、本專利技術還提出一種長續航撲翼飛行器，其中撲翼采用上述得到的撲動翼。
12、進一步的，所述長續航撲翼飛行器還包括復合材料機身外殼、復合材料設備安裝架、驅動機構以及尾翼。
13、進一步的，所述尾翼采用倒v型尾翼。
14、有益效果
15、本專利技術提出的撲翼飛行器飛行時，驅動機構驅動撲動翼進行單自由度撲動運動，翼面在氣動力的作用下產生與飛行速度匹配的最佳被動變形，模仿了自然界鳥類飛行過程中羽翼的變形與運動，實現了大推力高升力低功耗仿生翼設計；撲動翼具有更好的推力特性，降低了配平頻率，從而大幅降低功耗，機身外殼形狀滿足空氣動力學要求，減少了機身帶來的阻力效應，而且機身的截面形狀、材料以及結構形式使機身具有重量輕、抗沖擊效果好等特點，滿足巡航飛行和機腹降落著陸等典型飛行狀態的要求，由于機身中段為等直段且截面形狀為圓角矩形，便于安裝各種所需載荷，并且其內部骨架和外形材料具有在飛行發生意外情況時有效保護內部分系統設備安全的能力。在飛行過程中，采用倒v型尾翼布局進行飛行器的滾轉控制，升降控制并提供部分的升力；由此實現了仿鳥撲翼飛行器的長續航飛行。
16、本專利技術的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。
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1.一種具有低功耗增推特性的撲動翼設計方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種具有低功耗增推特性的撲動翼設計方法，其特征在于：步驟1中，設計得到的撲動翼分為內側臂翼和外側手翼，且手翼部分最大弦長大于臂翼部分最大弦長，手翼面積占比大于臂翼面積占比，臂翼剖面翼型選擇厚且彎的翼型，手翼剖面翼型選擇薄而平的翼型。
3.一種具有低功耗增推特性的撲動翼，其特征在于：利用權利要求1或2所述方法設計得到。
4.根據權利要求1所述一種具有低功耗增推特性的撲動翼，其特征在于：所述撲動翼翼展0.68m，手翼最大弦長0.13m，臂翼最大弦長0.10m，其中手翼面積占比0.65，臂翼面積占比0.35，其他結構參數如下表所示：
5.一種長續航撲翼飛行器，其特征在于：其中撲翼采用權利要求3或4所述撲動翼。
6.根據權利要求5所述一種長續航撲翼飛行器，其特征在于：還包括復合材料機身外殼、復合材料設備安裝架、驅動機構以及尾翼。
7.根據權利要求6所述一種長續航撲翼飛行器，其特征在于：所述尾翼采用倒V型尾翼。
【技術特征摘要】
1.一種具有低功耗增推特性的撲動翼設計方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種具有低功耗增推特性的撲動翼設計方法，其特征在于：步驟1中，設計得到的撲動翼分為內側臂翼和外側手翼，且手翼部分最大弦長大于臂翼部分最大弦長，手翼面積占比大于臂翼面積占比，臂翼剖面翼型選擇厚且彎的翼型，手翼剖面翼型選擇薄而平的翼型。
3.一種具有低功耗增推特性的撲動翼，其特征在于：利用權利要求1或2所述方法設計得到。
4.根據權利要求1所述一種具有低功耗增推...
【專利技術屬性】
技術研發人員：柳柳，薛棟，宋筆鋒，劉佳園，張玉剛，宣建林，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：
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