飛行器總體性能評估
關注創建者：Rocketeer2008 創建時間：2016-08-11
飛行器總體性能評估的實例教程
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器實際上是電動版的復合式直升機。電動多旋翼相當于復合式直升機的單/雙旋翼，是專門用于提供升降力的推進器，電動螺旋槳是專門用于前向飛行的推進器，多旋翼的支撐結構可作為飛行短翼，在前向飛行時減輕多旋翼的升力負擔。
共軸雙槳復合式直升機
同多旋翼型 eVTOL飛行器和機翼+螺旋槳+多旋翼型eVTOL飛行器一樣，在此簡要評估一下此種類型 eVTOL 飛行器的飛行性能：
Eve Air Mobility Eve V3 網址：https://evtol.news/embraer/
垂直飛行性能：
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器，可靈活設計電動旋翼的直徑尺寸、功率載荷、旋翼數量，電動螺旋槳數量以及安裝位置、結構布局。
懸停狀態飛行：電動旋翼安裝位置距離飛行器重心遠，控制力矩大；電動旋翼在水平面上多位均勻布局，量化了方位角度，控制響應快；電動旋翼同型號的數量多，便于設計交替冗余使用。遇有強風干擾，電動螺旋槳能夠逆風推進，提高飛行器的抗風性能。
起降狀態飛行：垂直起飛時，電動螺旋槳能夠快速強力推進飛行器，加快從懸停到前飛狀態的過渡時間，減少懸停能量消耗；降落進近時，電動螺旋槳能反向推進為飛行器剎車，避免機頭上揚影響駕駛員著陸操縱視線。
前向飛行性能：
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器，專門由電動螺旋槳提供前向水平推進動力，能夠保持多旋翼槳盤平面處于水平狀態，使各個電動旋翼能夠均勻提供升力，避免了前后電動旋翼功率需求差異過大的困境。
電動旋翼支架結構能夠進行翼型設計，前向飛行時產生附加升力，提高飛行器的升阻比。
展開 飛行器總體設計.pdf
免費飛機設計：MAV微型飛行器研究進展與總體設計.pdf
與常規飛行器相比較，分布式電推進飛行器全機性能主要由分布式動力系統與機翼之間的耦合特性所決定，因此其氣動設計問題已由傳統機翼的干凈外形設計問題轉變為分布式動力與機翼強耦合下的最優特性設計問題，這對分布式電推進飛行器的動力系統和機翼等均提出了不同的要求。如美國X-57全電飛機所采用的分布式螺旋槳就與傳統螺旋槳不同，它是作為一種特殊的增升裝置，以改善飛機滑跑起降狀態下的升力特性為目標進行設計，被稱為“高升力螺旋槳”。因此，需要進一步結合分布式電推進飛行器發展，探討新型高性能動力單元和分布式動力系統的設計思想和設計方法，為下一步開展創新性研究提供建議和指引。
圖1 X-57分布式電推進飛行器
2
主要內容
以類X-57分布式電推進飛行器為研究對象，脫離了傳統螺旋槳僅僅追求高推進效率的思路，提出并發展了以單位能量下獲得螺旋槳/機翼綜合氣動效率最優為目標的高性能螺旋槳優化設計思路和方法。
文章首先對模擬螺旋槳旋轉運動的數值方法進行介紹和算例驗證，包括多重參考坐標系方法、面源法和葉素動量理論方法3種，保證螺旋槳數值模擬和數值設計的準確性和可靠性。其次，對所發展的如下圖所示高性能螺旋槳優化設計方法框架和設計步驟進行介紹和分析，設計過程主要包括螺旋槳槳葉氣動載荷分布獲取，螺旋槳槳葉氣動載荷分布優化設計，以及任意環量分布下的高性能螺旋槳槳葉快速反設計。
展開 在這里，我們首先在OptiBPM中設計了一個MMI耦合器，然后在OptiSystem中使用它來構建DPSK解調器。
一、在OptiBPM中設計MMI耦合器
在OptiBPM中使用二氧化硅材料設計了MMI耦合器。纖芯和包層的折射率分別為1.47和1.4456。對于這些折射率，波導寬度為3.5 μm導致單模工作。MMI耦合器的布局如下圖所示：
圖1.MMI耦合器系統布局
輸入波導長度為200um，耦合器尺寸為20 × 960μm。該尺寸是根據兩個輸入之間的3dB耦合比計算的。為了將這個設計導出到OptiSystem，我們需要生成散射數據(*.s)文件。這可以通過散射數據腳本輕松完成。通過點擊“Scattering Data Script”按鈕，軟件生成腳本。在菜單中選擇輸入光源、波長范圍和掃描步數。在本例中，波長范圍為1545 ~ 1555μm(圖2)。單擊OK，軟件生成構建散射數據文件所需的腳本。
圖2.生成散射數據腳本
開始模擬，在“Simulation Parameter”窗口中，選擇“Simulate using script”，勾選“Simulation generates scattering data information”框，點擊“Run”。
圖3.運行散射數據腳本
仿真完成后，在OptiBPM Analyzer上查看結果。在窗口的“Export”選項卡上，點擊“Scattering data in Cartesian Coordinates”，保存“*.s”文件。
展開 
飛行器總體性能評估的相關專題、標簽、搜索
飛行器總體性能評估的最新內容
簡介
在本次案例中，我們演示了如何將OptiBPM中的設計導出到OptiSystem，并通過“OptiBPM component NхM”將其作為組件使用。在這里，我們首先在OptiBPM中設計了一個MMI耦合器，然后在OptiSystem中使用它來構建DPSK解調器。
一、在OptiBPM中設計MMI耦合器
在OptiBPM中使用二氧化硅材料設計了MMI耦合器。纖芯和包層的折射率分別為
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器實際上是電動版的復合式直升機。電動多旋翼相當于復合式直升機的單/雙旋翼，是專門用于提供升降力的推進器，電動螺旋槳是專門用于前向飛行的推進器，多旋翼的支撐結構可作為飛行短翼，在前向飛行時減輕多旋翼的升力負擔。
共軸雙槳復合式直升機
同多旋翼型 eVTOL飛行器和機翼+螺旋槳+多旋翼型eVTOL
1
研究背景
全球航空業的飛速發展，越來越多的航空制造商和運營商將目光聚焦于航空節能、環保及可持續性，動力系統革新尤為受關注。在眾多創新概念中，分布式電推進系統技術展現出了較為明顯的發展潛力，其被認為能夠極大地降低燃油消耗和各類排放
引用格式
夏然龍，邵書義，吳慶憲.風干擾下傾轉旋翼飛行器直升機模態預設性能跟蹤控制［J］.無人系統技術，2023，6（2）：71-80
免費飛機設計：MAV微型飛行器研究進展與總體設計.pdf
飛行器總體設計.pdf
