第Ⅰ頁共Ⅰ頁目錄ＴOC＼o＂1-３＂\ｕ第一章緒論?ＰAＧERＥＦ_Ｔｏc16970２203\h１1．1微型飛行器的討論概況 PAＧＥREF_Ｔoc1６９702２0４\ｈ11。1.1微型飛行器的由來：?ＰＡGEREＦ＿Ｔoc１6９７０22０5＼h11．１。2微型飛行器的基本特征和應用前景?ＰAGERＥF_Ｔoc１697022０6＼ｈ２1。1．３微型飛行器技術討論現狀 PＡＧEREＦ＿Ｔoｃ１6９70２207\h31．2微型飛行器中的關鍵技術?ＰAGＥＲＥＦ_Toc1６9７02２0８\ｈ41.3本文所做的工作和討論 PＡGERＥF＿Tｏｃ1６９70２209\ｈ7其次章微型飛行器的總體方案設計?PAGEREＦ＿Toc169702２10＼h８２．1飛行設計概要 PAGEREF_Toｃ１6９7０２２11\h82。2技術指標的制定?ＰAＧＥREF_Ｔoc169７０２212\ｈ92。３總體方案的對比選擇 PAGEREF＿Toｃ169７0221３\h１０第三章飛機初始總體參數和方案設計 ＰAＧEREF_Ｔoc1６97０２214\h1１３。1起飛重量的估算 PAGＥＲEＦ＿Ｔoc16９７0221５\ｈ113。2翼載和推重比的確定 PAＧERＥF＿Toc16９7022１6\ｈ1４3.３氣動布局形式的選擇?PＡGＥREＦ＿Tｏｃ1６97０2２17\h1５3。4本章小結?PAＧERＥＦ＿Toｃ1６97022１8\h１６第四章飛機總體參數簡略設計（部件設計）?ＰＡGERＥF＿Ｔoc16970221９＼h１6４。1機翼的設計?PAGERＥＦ_Ｔoc169７0２2２0\h１64.1.１確定機翼總的結構布局 PＡＧＥREF＿Toc１６9７02221\h164。1。２機翼/機身總體布置的確定?PAＧEREF_Toｃ１69７0２２22\h16４．１．3后掠角的確定?PAＧＥREＦ_Toc1６9702２２3\h１6４.1.４翼型的確定?ＰAGＥREＦ＿Ｔoc169702２24\ｈ164．１．5展弦比A的選擇?PAGERＥＦ_Tｏc1６９70222５\ｈ194．1.6尖削比λ的選擇 １69７０2226＼h194。1.7機翼平面外形的確定?ＰAGEREF_Ｔｏｃ1６9702２27\h204。2機翼的增升裝置與副翼設計?PAGEREＦ_Ｔoc１697０2228\h２14.2。1增升裝置?ＰAGEＲＥF_Tｏｃ16９702229＼h２14.２.２副翼設計?ＰAＧEREＦ_Ｔoc169７0２２３0\h21４．3機身的設計?PＡGERＥF＿Toｃ1６9702231＼h224．４尾翼的設計?PＡＧＥREF_Toc１6９70２２３2\h２44.５推動系統的設計?ＰＡＧＥＲEF_Toc169７02２34＼ｈ2５4。5。１發動機的選擇?ＰAGEＲEF_Ｔｏｃ1６97０2２35\h25４．５．2螺旋槳的選用?PAＧＥREＦ＿Toc1６９702２36\h264。6有效載荷的確定?ＰAGEＲEF_Toc169702２37\h２84。6.1無線掌握及圖像遙感系統?ＰAＧEＲEF＿Toｃ16９70２2３8＼h２8４．6．2視頻遙感系統的確定?PAGEＲＥF_Ｔｏc１６９70223９＼h3０4．6。3視頻攝像機的確定 PAGERＥF＿Tｏc169７０2２40\h３0４.6.4電源的選擇?ＰAGEＲＥF_Ｔoc1697０2２41＼h３1４.6.5有效載荷總匯表 PＡGＥREＦ_Toc1６970２24２\h3１４．７起落架的設計?ＰＡＧＥREF＿Toc16９7０224３\ｈ32４。7.1起落架形式的選用 PＡＧEＲEＦ＿Tｏc1697０2244\h３２4．7．２前三點式起落架的主要性能參數?ＰAGＥＲＥF＿Tｏc1697０2２４5\h334.8操作系統,傳動系統，掌握系統的設計 PAGＥREＦ_Toｃ169７0224６\h３3４。9本章小結?ＰAGEREＦ＿Toc169702２４7\h3５第五章飛機的總體布置?PＡGEＲＥＦ＿Tｏｃ１６9702２48\h355.1引言?PAＧEREF＿Ｔｏc1６9７02249＼h3５５。２飛機三面草圖的繪制?PAGEREF_Tｏc１69７０22５0＼ｈ365．3飛機內部裝置的布置?ＰＡＧEREF＿Toc1６９７0２2５1\h37第六章總結和展望?PAGEＲEＦ＿Ｔoｃ16９702252\ｈ３９６.１設計總結 PAGEREF_Tｏc169７０2253\h39６。2前景與展望?PAGEREＦ_Ｔoc1６9702254\ｈ３９參考文獻：?PＡＧEREＦ_Ｔｏｃ１６９70２25５＼ｈ45致謝 ＰAGERＥＦ＿Ｔoc16９7022５6＼h471緒論自190３年萊特兄弟成功地進行了人類歷史上的首次動力載人飛行以來，航空器的大型化和高速化始終是航空領域的一個進展趨勢。從DＣ-3到Boeing74７，到Coｎcｏrde(協和號），用盡可能短的時間來運送盡可能多的貨物，始終是航空工程師們努力追求的目標之一［１]。但是,進入二十世紀九十年月，隨著微電子和MEMS等技術的飛速進展，飛行器的設計又開頭消滅一種向小型化,微型化進展的新趨勢。由于微型化的飛行器在眾多領域中具有不行估量的應用潛力，因此很多世界發達國家已經開頭將微型飛行器技術列為討論的重點[2］。對于微型化的飛行器，由于其特征尺度已遠小于傳統的飛行器，很多傳統的飛行器設計理論和方法將不再適用［3]，飛行器的微型化將面臨諸多的來自科學和技術上的挑戰.在科學技術飛速進展今日，各學科交叉滲透，新技術新材料層出不窮，為微型飛行器的進展供應了巨大的機遇。1.1微型飛行器的討論概況1.１。1微型飛行器的由來微型飛行器（MAVs)的概念最早消滅于19９2年美國國防高級討論計劃局（ＤAＲPA）在蘭德公司(RAND）舉辦的一個關于將來軍事技術的研討會。會后該公司出版的討論報告認為，攜有微小傳感器,尺寸微小的偵察飛行器的設想是可以實現的，進展尺度位于昆蟲量級的微型飛行系統對美國在將來保持軍事領先具有重要意義［4]。在此后的兩年,麻省理工學院（MIT）的林肯實驗室(ＬｉncoｌnＬabｏｒaｔｏｒy)和美國海軍討論實驗室（NＲＬ）對微型飛行器技術上的可行性進行了更為深化的評估，他們的討論小組得出了與蘭德公司全都的結論，即進展微型飛行偵察系統具有技術可行性。同時,林肯實驗室的工程師們提出了他們的一種微型飛行器的概念設計（參見附錄圖１)。林肯實驗室的討論結果促使DARPA在1９95年秋季召開了關于微型飛行器可行性的專題商量會，此次會議得出了肯定性的結論。DARPＡ也由此而制定了一項旨在進展微型飛行器的計劃。1996年3月,DＡＲＰＡ向美國工業界作了簡要介紹并于同年10月舉辦了用戶和討論單位之間有關這一問題的商量會。經過這一系列研討會,專家們認為微型飛行器系統應該具有以下特點:一、應是適合軍用的系統;二、能攜帶全天候的近距離成像系統，分辨率應足以使操作人員分辨動身送區內的重要細節；三、應具有精準確定地理位置的能力;四、重量輕，堅固耐用，以便能夠放在士兵的背包里攜帶；五、價格低廉，甚至可一次性使用;六、隱蔽性好，不易被敵人發現,不應暴露使用人員的位置[５］。同時,專家們認為在將來三年內可以實現的微型飛行器的總體參數為：特征尺寸(機身長度或翼展）6～15厘米，重量10～1００克，有效載荷1~18克，巡航速度30~6０公里/小時,續航時間２０~6０分鐘，最大航程為１～１０公里;微型飛行器采納固定翼布局而非撲翼布局.前期進行的幾輪富有成效的研討會使DＡRＰA意識到開展微型飛行器技術討論的重要性以及研制生產微型飛行器的現實可行性。1９9７年起，ＤARPA通過SBＩR項目開頭增加投資，加大對微型飛行器技術的討論力度.1997財政年度,DARPA向工業界和學術界進行項目招標,開頭實施一項耗資35０0萬美元，為期四年的微型飛行器討論計劃。參加競標的單位包括美國國內眾多高校的討論實驗室，航空航天業界的公司以及其它一些小型企業［６]。微型飛行器概念一經美國提出,便立即引起世界上很多國家的廣泛關注,如澳大利亞，俄羅斯，印度,以色列等。他們紛紛成立專門討論機構,投入討論經費,開頭微型飛行器及其相關技術的討論。1.1.２微型飛行器的基本特征和應用前景與常規無人飛行器相比。由于微型飛行器具有體積小,隱蔽性好重量輕,成本低,功能強,攜帶便利,操作簡潔等突出特點，因此無論是在軍事領域還是在民用領域,它都有十分誘人的應用前景。在軍事領域,微型飛行器主要有以下幾方面的應用前景：首先，微型飛行器可用于低空或近距離的偵察和監視，這也是研制它的最重要的目的之一。其次，微型飛行器能夠擔當通信中繼，電子干擾和對地攻擊等任務［7]。此外,微型無人機還可用于目標指示，核武器和生化武器的探測等.格外地，由于微型無人機能夠在城市建筑物群中以緩慢的速度飛行，可飛抵甚至停留在建筑物內進行偵察，探測和查找建筑物內部的敵方人員或恐怖分子,因此，它在將來的城區戰場和反恐軍事行動中具有極為寬闊的應用前景.在民用領域，微型飛行器除了可用于通信中繼、環境監測、災情的監測等，還可用于交通道路監控、邊疆巡邏與掌握、毒品禁運、農業勘測、大型牧場巡邏、城區監視、航空攝影等［8].可以看到，微型飛行器技術作為又一種拓展偵測能力的技術，它將是一項具有良好進展前途和寬闊應用前景的高科技含量的新技術。１.1。3微型飛行器技術討論現狀按總體布局方案來分，現有的微型飛行器主要可以分為傳統的固定翼式布局,旋翼式布局和仿生撲翼式布局［９]。采納傳統的固定翼式布局的典型微型飛行器主要有美國AｅrｏVironmｅnｔ公司的BlackWidｏｗ，Sandｅrｓ公司的MｉｃroＳTAＲ等.這里只對BlaｃｋＷidｏw進行簡要的介紹:BlackWｉｄｏw是AeroVironment公司依據DARPA提出的微型飛行器技術要求而研制出的一種微型飛機。翼展１5厘米的碟型ＢｌａckWidow原型機于19９6年春完成了9秒鐘的飛行。１9９7年11月，未攜帶有效載荷,飛行重量為４0克，采納鋰電池的ＢlａckＷidoｗ飛行時間達到１6分鐘(見附錄圖2a）。為了進一步提高原型機的性能，AeroＶironmeｎｔ采納綜合設計優化方法(ＭＤO)對原型機進行設計改進,進展出第一代BlａckWｉdow。1999年3月攜帶黑白攝像機的第一代BlaｃｋWidｏw成功地飛行了２2分鐘。此次飛行重量為56克，巡航速度為約40.2公里／小時。19９9年夏季，ＡeｒoVironmｅnt完成了BlackＷidow的最終設計（見附錄圖2b）.2000年8月BｌackWidow試飛的留空時間達到３０分鐘，最大活動半徑１.8公里,最大飛行高度約234米（76９英尺)，飛行重量為８0克。ＢｌａｃｋWｉdow的機載接收機重量為２克，它的方向舵和升降舵均由０．5克重的驅動器掌握，攝像采納CMOS彩色攝像頭(重量１.７克，分辨率51２×4８8,功率1５0毫瓦）,圖象傳送裝置重１.4克。整機重量中，推動系統占6２％，結構占1７%.掌握系統占９％，有效載荷占1２％。由于BlackWidｏｗ采納電機驅動方式，加上尺寸小，距離5０米以外便聽不到它發出的聲音,因此它具有極好的隱蔽性。整套系統可以放置在一個公文包大小的手提箱內,其中包括微型飛行器,拆卸式放射架，地面掌握與監視用液晶顯示器，總重約7公斤［１0］。采納旋翼式布局的微型飛行器主要以美國Lutroｎiｘ公司的Koliｂrｉ,斯坦福高校（ＳtanfordUnｉｖersity)的Ｍｅｓicoptｅr等為代表。這里只對Koｌiｂri進行簡要的介紹：Koｌibｒi在德語中的意思是蜂鳥,它是Lｕtｒonix公司和Aubｕrn高校聯合研發的一種垂直起降（ＶＴOL)旋翼式微型飛行器（見附錄圖３)。該機設計飛行重量約為３00克。這個重量比采納固定翼布局的BｌaｃkWｉdow和ＭiｃｒｏSＴAR的重50～8５克。但它能攜帶10０克的有效載荷，而不是前兩者的15克。這就使它能夠裝載多種機載設備和足夠的燃油,以增加續航時間。該設計將具有三軸方向穩定性,GＰＳ導航系統和2小時的續航能力［11].采納仿生撲翼式布局的微型飛行器主要有Calteｃｈ的Mｉcｒｏbat,ＳRＩ的Menｔor，GTＲI的Entoｍoptｅｒ等。這里對Ｍicｒｏbat進行簡要的介紹:Ｍiｃrｏbａt是加州理工學院，AeroVironmeｎt公司和UCLＡ聯合討論的一種微型撲翼飛行器。它的翼展約為15厘米(6英寸),撲翼的頻率在每秒２0次左右.首架原型機在１9９8年10月作了持續9秒的試驗飛行(見附錄圖4ａ)，它由一個重２克,容量為１法拉的超級電容作驅動電源，飛行持續的時間受到電容容量限制。這架撲翼機重量為7.５克.其次架原型機改用3克重的可充式Ni-Cａd電池作動力源（見附錄圖4ｂ）。它的最長持續飛行時間提高到2２秒，重量為10．５克.而第三架原型機在增加了無線電掌握設備后，能夠在飛行中偏航轉彎和調整俯仰姿態(見附錄圖4c），重量則約為12.5克［12］。2００0年8月,它的最長留空時間到時提高到42秒，而到２００１年底則已經提高到6分１7秒。roMicbat是世界上第一種手掌大小的電動撲翼機。加州理工學院戴聿昌(Ｙｕ—ChongTai）教授領導的這個討論小組設想將來的Miｃroｂａt將是象附錄的圖4d中所設想的一種微型飛行裝置。目前我們國內的部分高等院校和科研機構已經開展了微型飛行器方面的討論工作.但與國外相比,我們國內對微型飛行器技術的討論工作還存在著差距［1３］。1.２微型飛行器中的關鍵技術微型飛行器作為一種集成了諸多物理子系統的新型飛行器,涉及到以下幾個方面的關鍵技術問題:一、機體結構與機載設備的微型化微型飛行器在尺寸上遠遠小于常規的飛行器,其機體內空間十分有限，因此它可以攜帶的機載設備裝置和有效載荷受到極大的限制.這些機載設備和裝置，如飛行掌握、導航、致動、動力、圖像攝取、數據傳輸設備等，不再能夠象它們在一般飛行器上那樣有較多的安裝選擇余地。這使得微型飛行器除了本身的機體結構應采納重量輕，強度高的結構材料來減輕重量外，其它用于機載的各種設備和裝置也需要進行最大程度的微型化,以減輕設備的重量，壓縮各自的空間。隨著微型飛行器的尺寸進一步縮小，和固定翼布局的微型飛行器相比，仿生撲翼布局的微型飛行器在氣動方面，優勢愈發明顯［１4］。但是，仿生撲翼的布局首先給微型飛行器的結構設計帶來了極大的挑戰，尤其是在撲翼的結構，材料以及運動機構的微型化設計方面將面臨更多的技術困難。二、新型高升阻比升力機制微型飛行器由于尺寸小，速度低，其飛行雷諾數Re遠小于一般的飛行器，由此對微型飛行器的氣動性能帶來了不利影響。飛行雷諾數反映了施加在飛行器上的慣性作用力與粘滯作用力之比.微型飛行器的飛行雷諾數范圍一般為１02～104,這個范圍已經與自然界的鳥類及昆蟲等的飛行雷諾數范圍大體相當。在上述范圍的飛行已屬于低Re數飛行，此時空氣粘性的影響越發顯著,微型飛行器受到的粘滯力相對增大.低雷諾數對固定翼微型飛行器性能的影響主要表現為：(１)升力系數下降導致有效飛行載荷的相對降低;(2)阻力系數增大要求更大的飛行動力;(3）相對容易發生的氣流分離降低了機翼的氣動性能以及微型飛行器的機動性能.另一方面,對于利用螺旋槳來產生前進驅動力的微型飛行器而言，螺旋槳的推動效率也將隨著飛行雷諾數的減小而降低［１5]。三、微型高效動力推動裝置微型動力裝置是目前微型飛行器進展所面臨的制約因素之一。微型動力裝置是微型飛行器的關鍵設備，它需要在微小的體積內產生足夠的能量并轉換為微型飛行器的驅動力以及維持機載設備工作所需要的電能。如果具備了高性能的微型動力系統，就可以克服微型飛行器在空氣動力方面的很多不足。但是研制高功率密度和高能量密度的微型動力裝置和微型動力源同樣面臨著十分突出的技術困難。目前在研發中的微型動力裝置種類較多。有微型燃料發動機，如微型火箭發動機、微型脈動式噴氣發動機、微型渦輪發動機、微型內燃機等,也有微型電動機.微電機的常用電源有電池,如鎳鉻電池、鎳氫電池、鋰電池、固態氧化物燃料電池，也有微型渦輪發電機等。此外還有采納ＲCＭ驅動的動力裝置。用于微型飛行器的動力裝置主要有兩類:采納鋰或氫氧燃料電池的微電動機和微型渦輪噴氣發動機。新一代微動力裝置可達到的典型參數為：渦輪直徑８毫米，葉片0．2毫米，推力０。15牛頓,重量20克，燃料消耗每小時２5克。微動力裝置將采納基于硅材料的MEMS技術制造.表1。3．1列出了微動力裝置和常規活塞發動機功率密度和耗油率的比較.表１.1微動力裝置與常規動力裝置兩個重要參數的對比參數微動力裝置活塞發動機功率密度（瓦/克)0.１５0.50燃料消耗率（克/瓦小時）0。4９0.3２四、微功率下的飛行掌握和數據通信系統微型飛行器要求具備相當程度的自主飛行能力,這需要依靠它的飛行掌握系統來保證[1７］。微型飛行器的飛行掌握技術是微型飛行器研制中又一個技術難點。一方面，由于微型飛行器在空中的飛行活動很多時候面臨湍流或陣風的干擾，因此需要通過自身的飛行掌握系統來保證其穩定的飛行姿態和正確的航線.另一方面,微型飛行器需要在肯定條件下，通過飛行掌握系統來執行地面掌握人員發出的機動指令。而采納仿生布局的微型飛行器的飛行掌握，將是微型飛行器飛行掌握技術中一個更為簡潔的難題。微型飛行器在進行自主飛行的同時,需要與地面掌握站進行飛行和掌握信息的實時傳遞以及視頻,音頻等數據的傳輸[18］。微型飛行器上用于數據或信息傳輸的無線電設備需要消耗肯定的電能，以保證信號有足夠的傳輸距離.但隨著微型飛行器尺寸的縮小,其動力源可供應的功率受到極大地限制。因此，在設法供應更高功率的機載動力源的同時，如何供應功耗更低,效率更高的數據通信系統也是微型飛行器進展所面臨的一個問題。１。３本文所做的工作和討論本章前述的內容表明,微型飛行器作為一門新興技術,它的進展需要很多不同于傳統飛行器設計的新概念。這些新設計概念涉及氣動，結構，掌握以及推動動力等等方面,而微型飛行器的討論將為進展這些新理念的供應新的動力。因此,在本文中將對微型飛行器進行總體方案的概念性討論。各章節支配簡要介紹如下：本文第１章為全文的緒論部分。這一章中回顧了微型飛行器的產生，進展和討論現狀，概況和分析了微型飛行器的基本特征與應用前景以及微型飛行器涉及的關鍵技術，總結了微型飛行器中蘊涵的科學問題，闡述了微系統力學的討論對微型飛行器和微系統技術進展的重要意義，同時簡要介紹了本文的主要討論內容。本文第2章提出了微型飛機的主要設計流程，在與傳統的飛機設計比較的基礎上,依據微型飛行器飛行任務擬定其戰術技術指標；依據現代飛機總體設計理論，進行總體方案的設計、對比與選擇等。本文第３章依據戰術技術要求,在綜合參考國內外微型飛行器的總體構型及參數的基礎上,進行起飛重量的估算，推重比和翼載的計算，氣動布局的選擇，對微型飛行器總體參數進行了初步的設計。本文第4章進行全機各系統設計，包括機翼、機身、尾翼、增升裝置和副翼的設計計算,以及推動系統、有效載荷、起落架、操控系統等的分析和選擇,基本上完成了微型飛行器的部件設計。本文第5章在前面幾章的基礎上,繪制出飛機的三面草圖并進行各系統的總體部位安裝，并繪出部位安裝示意圖,最后進行了制造材料的初步選擇。本文第６章進行了簡要的總結并對微型飛行器領域的前景做了簡潔的展望.2微型飛行器的總體方案設計２。1飛行設計概要飛機設計是航空領域中一門獨立的學科,它不同于氣動力學，結構,操縱和推動裝置等一些分析性學科,它要求設計者具有良好的綜合分析和統籌能力。一個高質量的飛機設計，在無需作較大改動的情況下,設計可以達到:起落架的支協作適，油箱的布置靠近飛機重心，結構元件簡潔且輕松，總體布局供應良好的氣動力特性，發動機的安裝既簡潔又具有光滑整流。圖２.１為飛機設計過程的滾動圖.圖2．１飛機設計過程的滾動圖飛機設計大體可分為三個階段如圖２.2，它包括方案設計，初步設計,簡略設計。圖２．2飛機設計的三個階段飛機方案設計流程圖如圖２.3圖２。３飛機方案設計流程圖２.２技術指標的制定首先依據目前國內外技術儲備和生產水平現狀，制定出此微型飛行器的飛行任務：從放射地點飛至６00-100０ｍ的目標所在區域;捕獲目標并得到其清楚圖像，將目標圖像信息實時傳送給操縱者；重量低于30０g。對微型飛行器的飛行任務進行分析,微型飛行器要完成上述任務，需要以不小于14°的爬升角(大于14°的爬升角可以使飛機有效的越過樹木，建筑和其他放射地點周圍的障礙物）升空到150的高度。以30ｋｍ/ｈ的速度飛至６00m遠的目的地，捕獲１m見方外的目標，發現目標后進行簡潔的空中巡邏，而后返回放射地點.考慮到可能要求飛機完成多次對目標的捕獲，因此實際航程大約比６０0ｍ多出50％(總航程約１000m）。最大的失速速度有所限制，從而能在目標上方有足夠的時間調整飛機位置完成圖像捕獲。飛機任務剖視圖如圖2。４所示:圖２。4飛機任務剖視圖基于隱身方面的考慮，其整體尺寸應當盡可能的小,因此微型飛行器設計的總原則是簡潔，緊湊，高效.簡略技術指標制定如下:航程600－１０00m有效載荷５０g起飛總重2８0g巡航速度3０km/ｈ3飛機初始總體參數和方案設計3.1起飛重量的估算微型飛行器的起飛總重是飛行器最基本的重要參數，由于它決定了微型飛行器的結構以及尺寸大小，同時在很大程度上也會影響微型飛行器的飛行性能。嚴格來說，只有在設計工作完成后才能最后確定飛行器的總重。由于只有在這個時候才能確定各部件的重量。實際上,即使完成了設計，所制造出的微型飛行器也會由于工藝方面的緣由使總重發生變化。但是為了以后各階段的順利進行,必須初步確定總重。初步設計階段，起飛總重的一次近似值是依據部件重量公式、有效載荷、飛行速度、航程計算出來的。重量公式必須反映出各部件、各系統和飛機的主要參數的關系，重量公式通常是把已設計和生產的具有類似形式、功用的飛機的結構重量數據加以整理得出的閱歷公式.可以將飛機起飛總重表示為如下幾項：WTO=WOE+WF+ＷPL式中WOE—-飛機運行空重;ＷF——飛機任務油重;WPL—-飛機有效裝載重量；而WＯＥ通常記為WOE＝WE＋ＷTFO＋WCREW其中WE--空重;WＴFＯ—-死油重;WCREＷ—-乘員重;空重有時又可寫成如下形式：ＷE＝WME＋WFＥQ式中WME——飛機結構重量;WFEQ——固定設備重量；固定設備重量可以包括行點設備、空調設備、特殊雷達設備、幫助動力設備、內部裝飾和其他用于完成該任務而帶的設備的重量。4飛機總體參數簡略設計（部件設計）4。1機翼的設計參考已有飛機的參數，建立基本的選擇思路.考慮對機翼布局起主要影響的因素，理由本文3。３已基本敘述,故確定布局是飛翼式布局。4.1．1確定機翼總的結構布局結構布局在以下兩者之間選擇:（1）懸臂式機翼(2）支撐式機翼。由于本機型采納的翼身融合設計,故機翼總的結構布局選擇為支撐式。４．1。2機翼／機身總體布置的確定布置在以下三者之間選擇:（1)上單翼(２)下單翼(３）中單翼。通過查閱NASA相關飛機構造，將此機翼確定為下單翼.4。1。３后掠角的確定通過查閱簡式飛機年鑒和相關資料,將此機型后掠角定為45°。4．1．4翼型的確定從很多方面來看，翼型相當于飛機的心臟.翼型影響巡航速度、失速速度、飛行品質和各個飛行階段的總的氣動效率。當選擇翼型時，首先應該考慮的因素是“設計升力系數”.這是翼型具有最佳升阻比L/D的升力系數。飛機的設計應該是：使飛機能在或接近升力系數條件下，進行設計任務的飛行時，達到最大的氣動效率。作為一級近似，可以假定機翼的升力系數CL等于翼型的升力系數ＣI。在水平飛行時,升力必須等于重量,因此所需要的升力系數可以按下式求得：ＣI=W／(Ｓｑ)其中動壓q是速度和密度的函數,ｑ=ΡV2/2，假設已知翼載（Ｗ／S)，就可以計算出給定速度和高度條件下的設計升力系數。翼型的厚度是垂直于翼弦的翼型上下表面之間的直線段長度。翼型最大厚度ＣMax與弦長之比稱為翼型的相對厚度.其直接影響著阻力、最大升力、失速特性和結構質量。相對厚度,以其對頭部外形的作用而對最大升力和失速特性有重要的影響.對于相當高的展弦比、中等后略角的機翼來說，較大的前緣半徑產生較大的失速迎角和較高的最大升力系數。選擇翼型的另一個重要方面是預期的Rｅ數.每一個翼型都有一個確定的設計Ｒｅ數,對于層流翼型尤其如此,格外是在低于設計Re數的飛行是更為關鍵。微型飛機是在低雷諾數下飛行的飛行器,因此其翼型選擇有著特殊的要求。首先，由于MAV的飛行速度很低，這決定它的翼型應該是一種低速翼型;其次，在低雷諾數下工作時,機翼應該有較高的升阻比。另外，對于無尾翼的飛機來說，雖然其后翼起到部分水平尾翼的作用,但如果采納通常的負俯仰力矩的翼型，飛機機頭將會趨于低頭.５飛機的總體布置5．1引言在完成微型飛機的總體參數選擇及各系統的初步設計以后，本章依據前面的設計成果生成微型飛行器的三面草圖，并對微型飛機進行總體布置和制造材料的初步選擇。５．２飛機三面草圖的繪制俯視圖側視圖圖５．1飛機三面圖飛機主要性能參數列表如表5．１所示：表5．1飛機主要性能參數機高機長翼展推重比最大起飛重量巡航速度有效載荷６８ｍm２44.２mm３22.18mm1。２9２８0g30Km/ｈ53g5.3飛機內部裝置的布置飛機內部裝載布置的項目很多,主要包括:動力裝置和能源系統的布置；載物倉的布置；電器設備及天線的布置；起落架及其他結構性裝載的布置等等。由于動力系統采納的是直流無刷電機，可以直接通過電壓的轉變來對電動機的轉速等性能進行精確調節，反應速度快，靈敏度高,因此直接將電動機置于機頭與螺旋槳相連，削減中間功率損失，將效率發揮到最大。機體的姿態由直接埋入機翼內部的四個舵機分別掌握，盡量將四個舵機能對稱布置以實現飛機的重量平衡。中央處理器置于重心位置,電池組靠近尾翼用來平衡電動機的質量,載荷對稱的分布在兩翼。簡略內部布置圖如下圖所示：圖5。２內部布置圖5.4材料的選擇機翼急掌握面和垂尾均用聚苯乙烯和玻璃纖維硬殼式復合材料制成，機身為泡沫夾心結構,帶計算機切割的側面肋；電池艙口蓋采納熱塑真空成形.泡沫和玻璃纖維復合材料的方向舵和模壓的玻璃鋼螺旋槳整流罩。5.5本章小結本章繪制了設計飛機的三視圖和部位安置圖，并給出了本機型也許的制造材料的選擇。到此，本機型的初步總體設計基本完成。本團隊全部是在讀機械類討論生,嫻熟掌握專業知識,精通各類機械設計,服務質量優秀.可全程輔導畢業設計，知識寶貴，帶給你的不只是一份設計，更是一種能力.聯系方式：QＱ71２０７０844,請看ＱＱ資料.６總結和展望6．1設計總結本文依據現代飛機總體設計理論，結合目前國內討論狀況，對代表高科技前沿的微型飛機進行了一次初步的總體設計的嘗試。本論文首先在傳統飛機設計基礎上,簡略商量了微型飛行器的設計流程。針對微型飛機的機載設備、通訊導航、翼型結構、推動系統以及材料選擇與布局等諸多方面進行了肯定的討論；在查閱大量國內外資料之后，就采納何種飛機結構形式作了分析比較；同時擬定了微型飛機內部各系統的總體布局。最后在在總體參數基本上都確立的情況下,畫出了本機型的三維圖，完成了本機型總體設計的基本工作。6.２前景與展望早在２0世紀９0年月初，國外就意識到微型飛機將來的重要性，開頭著手該領域的討論，現已取得相當成果，正逐步走向有用階段.而我國在這方面還處在相當滯后的境地，僅僅停留在探究和試驗階段，與國外相比仍有較大差距。微型飛行器的討論可以牽動諸多高技術向新的領域進軍,包括先進的通訊和信息系統,高性能的計算機技術、智能結構和材料、飛行掌握、先進傳感器、重量輕且高密度電源等等。當然,這些領域的重大突破也必將促使微型飛行器取得革命性的飛躍。同時,伴隨著微機械電子系統技術的迅猛進展，將為微型飛行器供應強有力的技術支持.當然，由于本人水