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无人机自主防撞关键技术与应用分析 被引量:14
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作者 刘慧颖 白存儒 杨广珺 《航空工程进展》 2014年第2期141-147,共7页
无人机与有人机在多机种和不同合作程度下共享空域飞行是未来的发展趋势,防撞问题成为制约无人机飞出隔离空域的关键挑战。结合现有飞机防撞体系,从无人机防撞特殊性出发分析无人机自主防撞需求,提出无人机自主防撞系统的框架,归纳分析... 无人机与有人机在多机种和不同合作程度下共享空域飞行是未来的发展趋势,防撞问题成为制约无人机飞出隔离空域的关键挑战。结合现有飞机防撞体系,从无人机防撞特殊性出发分析无人机自主防撞需求,提出无人机自主防撞系统的框架,归纳分析两大主要关键技术——感知探测技术和防撞算法,以及二者的不同应用范围和主要问题,在此基础上提出无人机自主防撞管理体系架构,总结探讨无人机自主防撞关键技术的发展趋势。 展开更多
关键词 无人机 自主防撞 感知 避让
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软件无线电技术在无人机数据链系统中的应用 被引量:1
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作者 郭芳 田进 郭淑霞 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2009年第10期2033-2035,2088,共4页
软件无线电技术具有使用灵活、保密性强、适应广泛、升级简便的特点,因而在军用和民用无线通信中有着广阔的应用前景;研究软件无线电技术在分析无人机数据链系统信号、信道方面的应用十分必要;通过对软件无线电平台、关键技术和算法的... 软件无线电技术具有使用灵活、保密性强、适应广泛、升级简便的特点,因而在军用和民用无线通信中有着广阔的应用前景;研究软件无线电技术在分析无人机数据链系统信号、信道方面的应用十分必要;通过对软件无线电平台、关键技术和算法的介绍分析,结合基于R&S公司的SMU200构建的无人机数据链仿真系统,对无人机数据传输链路中不同样式信号的采集、解调以及信道模型对传输的影响进行仿真分析,得出保证数据链路有效传输的条件,同时验证了数字仿真系统的可靠性。 展开更多
关键词 软件无线电 数据链 信道模型 SMU 200A
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无人机合成孔径雷达飞行视景仿真技术研究
3
作者 潘雪萍 陈怀民 +1 位作者 吴成富 王倩 《科学技术与工程》 2007年第9期2127-2129,2143,共4页
目前Vega软件能满足多种工程领域的视景仿真开发需求,基于Vega完成了无人机的合成孔径雷达飞行视景仿真。合成孔径雷达(SAR,synthetic Aperture Radar)图像的视景仿真,具有不受光照、天气条件影响的特点,可以全天候、全天时对地观测;还... 目前Vega软件能满足多种工程领域的视景仿真开发需求,基于Vega完成了无人机的合成孔径雷达飞行视景仿真。合成孔径雷达(SAR,synthetic Aperture Radar)图像的视景仿真,具有不受光照、天气条件影响的特点,可以全天候、全天时对地观测;还可以透过地表和植被获取信息,其高分辨率的特点,能够使无人机顺利完成侦察任务。 展开更多
关键词 无人机 合成孔径雷达图像仿真 VEGA
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飞翼无人机保形进排气系统动力数值模拟与流场特性分析 被引量:9
4
作者 张乐 周洲 +1 位作者 许晓平 王红波 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期353-360,共8页
利用计算流体力学(CFD)方法,分别针对保形进气道和膨胀尾喷管风洞试验模型进行数值模拟,验证了模拟进排气动力边界条件的可靠性。再基于飞翼布局无人机双发动机布局下隐身与保形设计要求,设计了矩形进气口S弯进气道和圆矩形喷口尾喷管,... 利用计算流体力学(CFD)方法,分别针对保形进气道和膨胀尾喷管风洞试验模型进行数值模拟,验证了模拟进排气动力边界条件的可靠性。再基于飞翼布局无人机双发动机布局下隐身与保形设计要求,设计了矩形进气口S弯进气道和圆矩形喷口尾喷管,并利用数值模拟方法对无人机进排气系统进行了计算分析,获得了无人机全机气动性能及进排气三维流场特性。研究表明:1进排气使得飞翼无人机升阻特性有所下降,但低马赫数(0.5,0.6)下能改善无人机俯仰力矩特性;2随着马赫数增加,进气道总压恢复系数减小且畸变指数增加,而尾喷管轴向推力系数则升高,且推力性能保持较好;高马赫数(0.7)下进气道特性下降较快,设计时应多考虑飞行包线右边界;3侧滑角对于进气道性能影响较大,而尾喷管推力性能受侧滑角影响较小,设计时应多考虑进气道侧滑影响。 展开更多
关键词 飞翼无人机 保形进气道 膨胀尾喷管 进排气 总压恢复系数 畸变指数 轴向推力系数 流场特性 数值模拟
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飞翼无人机保形非对称尾喷管设计与流场特性 被引量:6
5
作者 张乐 周洲 +2 位作者 李盈盈 甘文彪 许晓平 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期667-674,共8页
基于飞翼布局无人机隐身与保形设计要求,设计了不同面积比的四边形和圆矩形2类非对称尾喷管,并利用数值模拟方法对无人机内外流耦合流动进行了计算分析,获得了无人机全机纵向气动性能与尾喷管三维流场特性。结果表明:保形非对称尾... 基于飞翼布局无人机隐身与保形设计要求,设计了不同面积比的四边形和圆矩形2类非对称尾喷管,并利用数值模拟方法对无人机内外流耦合流动进行了计算分析,获得了无人机全机纵向气动性能与尾喷管三维流场特性。结果表明:保形非对称尾喷管可用于改善飞翼无人机的纵向力矩特性,且圆矩形喷管升阻特性和力矩特性比四边形喷管更优;收敛型喷管(面积比Ar≤1.0)无法在设计点(发动机喷口)而是在尾喷管出口处形成喉道,并在喉道处形成强激波阻滞喷流排出;随着面积比增大,轴向推力系数先增大后减小,存在最佳面积比,而且相同面积比下圆矩形喷管比四边形喷管推力性能更佳;扩张型喷管内激波的强度随着面积比增大变得更强,圆矩形喷管结尾处的激波角比四边形喷管小,喷流阻滞作用更小;对于此类飞翼布局无人机采用面积比为1?2~1?4的圆矩形喷管,将获得较理想的气动性能。 展开更多
关键词 飞翼无人机 保形设计 非对称尾喷管 圆矩形 面积比 流场特性 数值模拟
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无人机螺旋桨气动力设计 被引量:9
6
作者 王豪杰 李杰 +1 位作者 付炜嘉 周洲 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期380-385,483,共6页
结合某太阳能无人机总体设计方案要求,完成了无人机动力系统螺旋桨气动力设计任务。采用Glauert提出的片条理论作为螺旋桨气动特性的计算方法,并通过算例验证了该方法的可靠性。为使螺旋桨在电机输出功率约束下、在整个飞行包线范围内... 结合某太阳能无人机总体设计方案要求,完成了无人机动力系统螺旋桨气动力设计任务。采用Glauert提出的片条理论作为螺旋桨气动特性的计算方法,并通过算例验证了该方法的可靠性。为使螺旋桨在电机输出功率约束下、在整个飞行包线范围内维持较高的气动效率,低雷诺数、高升阻比桨叶基本翼型的设计和桨叶角分布的优化设计是关键。对设计结果进行的全面系统的分析评估表明:在不同飞行状态下以及电机额定输入功率范围内,螺旋桨效率始终维持在80%左右,且巡航状态下其效率的最佳点与电机的额定功率完全匹配。 展开更多
关键词 螺旋桨 片条理论 低雷诺数 气动力设计 螺旋桨效率
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无人机视觉导航着陆地标实时检测跟踪方法 被引量:13
7
作者 李靖 马晓东 +2 位作者 陈怀民 段晓军 张彦龙 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期294-301,共8页
以改进的中值流跟踪算法为核心,基于上下文信息相关性特点,提出了一种适用于无人机视觉导航定点着陆的着陆地标实时检测跟踪方法。以SURF-Bo W特征来描述样本图像,基于支持向量机(SVM)进行离线分类器训练,用于准确的识别目标,完成跟踪... 以改进的中值流跟踪算法为核心,基于上下文信息相关性特点,提出了一种适用于无人机视觉导航定点着陆的着陆地标实时检测跟踪方法。以SURF-Bo W特征来描述样本图像,基于支持向量机(SVM)进行离线分类器训练,用于准确的识别目标,完成跟踪目标初始化。之后,利用改进后的中值流跟踪算法进行目标跟踪,保证目标跟踪的可靠性、完整性。最后,基于相邻2帧目标相似性原则与线下训练的分类器,设计目标再搜索算法,保证在目标丢失或目标跟踪失败的情况下,仍然能够快速地找回目标,使得整套算法能够长时间准确地跟踪目标。实验结果表明,该算法在目标尺度变化、光照变化及运动模糊等情况下,都能够实时、稳定地跟踪目标。 展开更多
关键词 中值流跟踪算法 上下文信息 SURF-BoW特征 视觉导航 实时跟踪
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飞翼类特殊布局无人机气动力设计研究 被引量:13
8
作者 王豪杰 李杰 周洲 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期789-793,共5页
文章针对飞翼布局无人机的气动力设计特点,结合某特殊布局方案开展翼型/机翼气动力设计研究。根据文中提出的无尾飞翼布局无人机气动力设计原则,基于CFD方法完成了相应的气动力设计任务。风洞验证试验表明,气动力设计过程所采用的CFD方... 文章针对飞翼布局无人机的气动力设计特点,结合某特殊布局方案开展翼型/机翼气动力设计研究。根据文中提出的无尾飞翼布局无人机气动力设计原则,基于CFD方法完成了相应的气动力设计任务。风洞验证试验表明,气动力设计过程所采用的CFD方法是可靠的,文中所采取的设计思路合理有效。文中设计经验表明,合理的设计思路与可靠的CFD分析工具是成功实现气动力设计任务的有力保障。 展开更多
关键词 飞翼布局无人机 CFD 翼型
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基于察/打一体无人机平台的导弹发射模拟 被引量:4
9
作者 许晓平 周洲 +1 位作者 范锐军 王军利 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2010年第5期11-15,共5页
为研究机载导弹发射过程中载机、导弹之间存在的气动干扰特性和导弹运动规律,采用计算流体力学方法对导弹发射过程进行了数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,将运动嵌套网格技术应用于机载导弹发射问题中,通过求解三维非定常Euler方程... 为研究机载导弹发射过程中载机、导弹之间存在的气动干扰特性和导弹运动规律,采用计算流体力学方法对导弹发射过程进行了数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,将运动嵌套网格技术应用于机载导弹发射问题中,通过求解三维非定常Euler方程得到流场信息。应用此方法成功模拟了基于察/打一体无人机平台的导弹发射过程,获得了详细的导弹运动速度、运动轨迹和受力情况等丰富的流场信息。算例表明:运动嵌套网格技术处理具有复杂外形、较大相对位移运动问题的能力,发动机推力的影响,载机、导弹之间的气动干扰影响较小。采用计算流体力学方法和运动嵌套网格技术可为研究导弹发射过程提供参考和依据。 展开更多
关键词 数值模拟 导弹发射 运动嵌套网格 非定常 气动干扰
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某型手掷电动无人机总体设计与飞行试验研究 被引量:6
10
作者 昌敏 周洲 +1 位作者 张健 吕昌 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2010年第2期82-84,88,共4页
按照飞行器设计的基本原理,完成了某型手掷电动无人机的总体设计,制作了3架采用不同尾翼布局的样机,并对其进行了飞行试验。通过对试验结果的分析可知,不同尾翼型式对高翼台、单尾撑后推式布局的飞机纵向操纵性与稳定性的影响较大。该... 按照飞行器设计的基本原理,完成了某型手掷电动无人机的总体设计,制作了3架采用不同尾翼布局的样机,并对其进行了飞行试验。通过对试验结果的分析可知,不同尾翼型式对高翼台、单尾撑后推式布局的飞机纵向操纵性与稳定性的影响较大。该项研究为此类小型手掷电动无人机的研究提供了参考。 展开更多
关键词 手掷电动无人机 验证试飞 尾容系数
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小型无人机控制逻辑建模及仿真 被引量:4
11
作者 张治生 陈怀民 +1 位作者 吴成富 马松辉 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第9期93-97,共5页
无人机的飞行轨迹具有明显的分段特性,且在各飞行段内其飞行状态和控制方式有明显的区别。针对这一特点,可以通过建立飞行全过程的控制逻辑模型实现对无人机的监控任务。Stateflow是一个基于有限状态机理论的图形化离散事件仿真环境,可... 无人机的飞行轨迹具有明显的分段特性,且在各飞行段内其飞行状态和控制方式有明显的区别。针对这一特点,可以通过建立飞行全过程的控制逻辑模型实现对无人机的监控任务。Stateflow是一个基于有限状态机理论的图形化离散事件仿真环境,可以用于控制逻辑建模。利用Stateflow建立了某小型无人机飞行全过程的控制逻辑模型,为无人机的控制逻辑建模提供了新的设计方法。通过对所研究的小型无人机非线性系统模型进行仿真,验证了所建立的控制逻辑模型的正确性。 展开更多
关键词 状态图 控制逻辑 有限状态机 小型无人机
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一种新的小型无人机飞行控制策略研究 被引量:4
12
作者 张治生 陈怀民 +1 位作者 吴成富 马松辉 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2009年第4期43-45,49,共4页
针对传统控制策略对小型无人机系统计算能力要求高、结构要求复杂的特点,提出了一种新的控制策略,即只采用角速率陀螺和GPS传感器配置,控制器结构采用两层回路实现(即角速率回路和轨迹控制回路)。利用输出反馈二次调节器设计方法得到了... 针对传统控制策略对小型无人机系统计算能力要求高、结构要求复杂的特点,提出了一种新的控制策略,即只采用角速率陀螺和GPS传感器配置,控制器结构采用两层回路实现(即角速率回路和轨迹控制回路)。利用输出反馈二次调节器设计方法得到了相应的控制器结构参数。最后,通过仿真比较了新控制策略和传统控制策略在轨迹控制过程中的控制效果。仿真结果表明,所提出的控制策略具有与传统控制策略相似的控制效果,但新策略下的控制器结构和系统复杂程度都更简单。 展开更多
关键词 控制策略 小型无人机 线性二次调节器 控制器
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涡喷发动机用于无人机飞行试验可能性探索 被引量:4
13
作者 潘宏亮 周鹏 康伟 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期313-317,共5页
弹用涡喷发动机改型作为无人飞行平台动力装置时,首要研究内容之一是发动机控制系统可行性研究。文章在分析某型涡喷发动机控制系统原理的基础上,基于以惯性环节描述的发动机响应模型,对数字电子控制器采用一种PID算法,使发动机转速闭... 弹用涡喷发动机改型作为无人飞行平台动力装置时,首要研究内容之一是发动机控制系统可行性研究。文章在分析某型涡喷发动机控制系统原理的基础上,基于以惯性环节描述的发动机响应模型,对数字电子控制器采用一种PID算法,使发动机转速闭环控制系统的响应速度与发动机气动热力过程响应速度一致,控制量不超调。文中进行了实物在环仿真验证试验。仿真结果表明了控制系统可行性,采用变参数PID控制规律,能实现不同飞行条件和工况下的发动机转速闭环控制。该算法结构简单,通过发动机非线性气动热力模型易于获取控制参数。 展开更多
关键词 无人机 涡喷发动机 PID控制 实物在环仿真
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基于Simulink的无人机空中地面一体化建模方法研究 被引量:3
14
作者 马松辉 吴成富 王鹏 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期838-842,共5页
为了解决无人机起降阶段滑跑建模问题,提出了基于Simulink的无人机空中地面一体化建模框架和方法。通过气动作用力和地面作用力在力和力矩这一级的综合,实现了无人机六自由度空中、地面建模仿真的无缝衔接;利用Simulink模型线性化技术,... 为了解决无人机起降阶段滑跑建模问题,提出了基于Simulink的无人机空中地面一体化建模框架和方法。通过气动作用力和地面作用力在力和力矩这一级的综合,实现了无人机六自由度空中、地面建模仿真的无缝衔接;利用Simulink模型线性化技术,得到滑跑线性化模型;还研究了停机状态的建模问题,实现了无人机空中飞行、地面滑跑、停机的全过程仿真。最终,基于某电动无人机给出仿真试验结果说明了该建模方法的有效性。 展开更多
关键词 无人机 飞行仿真 自动起降 滑跑建模 SIMULINK
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包含导弹射流的察/打无人机导弹发射过程仿真 被引量:2
15
作者 朱冰 祝小平 +1 位作者 许晓平 熊磊 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期598-603,共6页
为研究无人机机载导弹发射过程中载机——导弹之间存在的气动干扰特性、导弹运动规律和导弹射流对无人机的冲击,采用计算流体力学方法对导弹发射过程进行了数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,将非结构动网格技术应用于机载导弹发射问... 为研究无人机机载导弹发射过程中载机——导弹之间存在的气动干扰特性、导弹运动规律和导弹射流对无人机的冲击,采用计算流体力学方法对导弹发射过程进行了数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,将非结构动网格技术应用于机载导弹发射问题中,通过求解三维非定常N-S方程得到流场信息。通过算例,验证了上述数值方法在处理具有复杂外形、较大相对位移运动问题的能力。计算结果表明,由于导弹发动机推力的影响,载机、导弹之间的气动干扰作用时间较短,影响较小。在一定条件下导弹高温射流对无人机安全会构成威胁。 展开更多
关键词 数值模拟 打无人机 导弹发射 非结构动网格 非定常过程 射流冲击
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基于任务设备模拟的新型无人机训练模拟器研究 被引量:11
16
作者 吴佳楠 王伟 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2011年第12期3105-3107,3110,共4页
为了克服现有无人机训练模拟器独立于无人机系统,训练环境不能与系统测试环节相结合的不足,提出并设计实现了一种新型的基于任务设备模拟的训练模拟器;首先给出了新的架构和信号传输方式,其次给出了飞机模型、任务设备模型的实时化运行... 为了克服现有无人机训练模拟器独立于无人机系统,训练环境不能与系统测试环节相结合的不足,提出并设计实现了一种新型的基于任务设备模拟的训练模拟器;首先给出了新的架构和信号传输方式,其次给出了飞机模型、任务设备模型的实时化运行处理方法及过程,最后给出了场景编辑器的主要功能与视景的运行效果;运行过程中视景显示帧频稳定在70帧/秒,仿真步长20ms,稳定运行时间大于5小时;结果表明新型训练模拟器在满足训练要求的同时又完成了多个子系统的测试,一举多得;该训练模拟器成功应用于某型号无人机系统中,满足实际工程的需要。 展开更多
关键词 任务模拟 RTX 实时仿真
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基于全球鹰无人机的机翼油箱输油方案研究 被引量:3
17
作者 唐毅 祝小平 周洲 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期341-346,共6页
文章针对全球鹰高空长航时飞机设计了机翼油箱的三种输油方案,建立了燃油系统仿真模型。对三种输油方案模型进行了稳态和瞬态仿真,通过对三种机翼油箱输油方案的节点压力、输油流量及供油泵出口压力的比较,分析了不同输油方案的优缺点,... 文章针对全球鹰高空长航时飞机设计了机翼油箱的三种输油方案,建立了燃油系统仿真模型。对三种输油方案模型进行了稳态和瞬态仿真,通过对三种机翼油箱输油方案的节点压力、输油流量及供油泵出口压力的比较,分析了不同输油方案的优缺点,该研究对高空长航时类飞机燃油系统的研究具有实用的参考价值。 展开更多
关键词 高空长航时无人机 飞机燃油系统 输油方案 机翼油箱
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无人机舵机控制脉宽采集模块开发 被引量:2
18
作者 段晓军 吴成富 +1 位作者 康凤举 陈怀民 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2010年第6期1455-1457,共3页
小型电动无人机通常采用脉宽信号(PWM)控制舵机,在进行飞控系统闭环半物理仿真时,需要仿真机实时采集舵机控制信号作为无人机模型的控制输入,进而构成仿真闭环;提出了一种支持Vxwork操作系统的PWM信号采集Simulink驱动模块的开发方法,... 小型电动无人机通常采用脉宽信号(PWM)控制舵机,在进行飞控系统闭环半物理仿真时,需要仿真机实时采集舵机控制信号作为无人机模型的控制输入,进而构成仿真闭环;提出了一种支持Vxwork操作系统的PWM信号采集Simulink驱动模块的开发方法,构建了驱动模块,并成功应用到某型电动无人机的闭环仿真试验中;该方法测量精度高、测量延迟小、CPU占用率低,开发的Simulink驱动模块简单高效,满足了实时仿真的要求。 展开更多
关键词 无人机 舵机控制 SIMULINK VXWORKS 半物理仿真
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基于VxWorks的无人机飞控系统软件设计 被引量:4
19
作者 王伟 张闻乾 陈怀民 《制造业自动化》 北大核心 2008年第4期37-39,43,共4页
针对无人机飞控系统对稳定性和灵活性越来越高的要求和日益复杂的软件设计,采用余度计算机的方法,为提高飞控系统的整体性能。实现无人机的可靠性、灵活性,设计了一套基于VxWorks操作系统的无人机飞控系统软件。首先分析了无人机机载软... 针对无人机飞控系统对稳定性和灵活性越来越高的要求和日益复杂的软件设计,采用余度计算机的方法,为提高飞控系统的整体性能。实现无人机的可靠性、灵活性,设计了一套基于VxWorks操作系统的无人机飞控系统软件。首先分析了无人机机载软件的特点和需求,然后设计了软件的整体框架,并重点介绍了此系统中的任务调度软件模块和余度管理模块。在半物理仿真试验中,此套软件能够很好地实现飞控系统的稳定性和安全性。 展开更多
关键词 无人机 软件体系结构 任务调度 余度管理
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高空长航时无人机燃油系统设计与仿真 被引量:7
20
作者 蔡天赐 祝小平 +1 位作者 周洲 唐毅 《科学技术与工程》 2011年第13期2999-3003,3028,共6页
针对某型高空长航时无人机的燃油系统进行设计,对其各部分的组成、原理及作用进行系统的分析。根据方案要求在满足重心要求的情况下,对本机的燃油可用空间做出了详细的布置。计算在燃油消耗下的飞机重心变化,提出了分散调油的输油方案,... 针对某型高空长航时无人机的燃油系统进行设计,对其各部分的组成、原理及作用进行系统的分析。根据方案要求在满足重心要求的情况下,对本机的燃油可用空间做出了详细的布置。计算在燃油消耗下的飞机重心变化,提出了分散调油的输油方案,解决了在给定重心活动范围的情况下供油顺序设计问题,并对飞机机翼油箱输油过程进行仿真研究。利用流体仿真软件FLOWMASTER对燃油系统进行建模与分析。对高空长航时无人机动力及燃油系统的应用具有很高的应用价值,也为此类型无人机燃油系统的设计和优化提供了理论方法。 展开更多
关键词 无人机 燃油系统 供油顺序
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