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可变形可增长的微型无人机：尺寸调整过程和稳定性
摘要
为了设计一种具有变形和增长能力的高效微型无人机，提出了一种优化综合的方法。在尺寸调整过程中，为了选择最佳的机翼形状，基于空气动力学分析比较三种不同的形状，并且选择锥形机翼用于压缩模式。然后，由于翼展，机翼面积，机翼载荷和其他参数随时间的变化而变化，因此在尺寸调整过程中进行过渡分析。通过计算表面积和考虑压缩和膨胀模式的纵横比，翼展被确定为时间的函数。考虑估计的重量，所需的升力系数，然后选择两种类型的翼型。最后，在完成最佳几何设计之后，进行空气动力学分析以研究生长的无人机的性能。根据任务的不同，可以扩展明确定义的任务，设计高效微型无人驾驶飞行器的拟议战略，以设计其他不断增长的微型无人驾驶系统。
关键词 变形 无人机 设计 浆纱 稳定性
1介绍
随着技术的进步，无人驾驶飞机，微型飞机和纳米飞行器等无人驾驶飞机的需求在民用和军用应用中都有所增加[1]，[2]，[3]，[4]，[5]ensp;。这就进入了一个新时代，在这个时代中自主无人驾驶飞行器（UAV）能够在复杂环境中感知和生成解决方案[5]随着这些设备的普及程度大大提高，它们具有的多种潜在的应用和功能导致各种独特的无人机具有不同的尺寸，形状和重量[6]ensp;。随着中国开始发展微机电系统（MEMS），制造传感器和导航方法以及电力系统，使得各种无人机的设计和制造成为可能[7]。换句话说，无人机的配置通常根据平台和任务的不同而有很大差异。因此，基于不同的参数，它们有各种分类。无人机的巨大优势导致了大量研究的开展，旨在优化和增强这组飞机的能力[8]。鸟类飞行可被视为非常高效的飞行机器。因此，生物灵感的设计为无人机提供了潜在的帮助。ensp;[1]，[2]，[3]，[9]
鸟类飞行动力学中一个有趣的方面是自然飞行物如鸟类如何变形以优化其在不同飞行模式下的飞行。对于大多数鸟类来说，这些变化是通过变形翅膀来实现的。因此，变形无人机的概念起源于对鸟类飞行时的观察[10]ensp;。为了改变速度，高度和机动性，鸟类具有改变机翼中部和身体几个方面的独特能力，以此来节省能源。这些飞行中变形能力的一些示例包括在飞行模式期间可能发生的跨越和扫掠，例如潜水，拍打，滑行，飙升，转弯和着陆。所有这些都会根据鸟类的使命来创造有益的结果。此外，鸟类也能够修改它们的小翼，或者扩大它们，导致速度和海拔降低，或压缩它们产生相反的效果ensp;[11]ensp;。灵感源自自然，在过去的几年里，参照鸟类的变形能力，无人驾驶飞行器的演变已经取得了巨大的进步; 它们是一个理想的研究课程，以变形无人机的设计为基础。在无人机中，有几种设计有助于提高其速度，耐力，效率和机动性。随着基本静态设计增强无人机飞行效率，动态配置的概念得到了应用。变形无人机可以定义为在飞行期间改变其配置的飞行器，以在不同飞行条件下最大化其空气动力学性能ensp;[12]，ensp;[13]，ensp;[14]，ensp;[15]。
基于鸟类及其变形的研究，工程师们致力于开发无人机的类似功能，以提高其耐力，高度，速度，机动性，可压缩性，隐身性或有效载荷。可以有多种形式的翼变形，无论是二维还是三维ensp;[16]ensp;。所有变形类型都在特定环境中使用，但效率始终是任何类型无人机的基本优先级。此外，每种类型的变形翼2D设计都具有独特的优势，这使它们成为用于特定任务的理想选择。变形翼无人机的第一个例子是基于在飞行途中改变扫掠角。与鸟类实现潜水的方式类似，减小扫掠角度会增加速度，降低天花板高度，并产生更难以检测的压缩装置[17]ensp;。下一种变形是具有可变翼型厚度和入射角的
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