摘要：水上飞机起飞滑跑时低速滑行阶段的阻力变化规律对于其设计研究十分重要,而电动水上飞机正常起飞所需最大拉力是否匹配现有电推进系统是飞机改型设计的关键。首先,针对基准浮筒水阻力较大引起的纵向不稳定问题进行了优化设计,优化后浮筒水动性能有明显提高。其次,基于Fluent中的多相流(VOF)模型对水上电动飞机起飞滑跑阶段的力学特征进行了数值模拟计算,着重分析了不同速度下的姿态变化规律、阻力变化及流场特性。最后,对"阻力峰"这一节点下所需电推进系统功率进行了验证计算,结果显示现有装置满足起飞的动力要求;将实际起飞滑跑试验与仿真结果进行对比,结果显示力学特性变化规律基本一致,所得误差在15%之内,验证了仿真计算的可行性,所得结论可为电动水上飞机的研究设计提供借鉴。

摘要：针对某水上电动飞机浮筒支撑杆稳定性和装备预留空间的问题,分别从拓扑,尺寸,形状3个方面进行分析,设计一种轻量化且有良好气动外形的支撑结构。首先在已有飞机载荷与设计区域大小的情况下,基于拓扑优化方法对支撑架的包络空间进行迭代计算,得到最优传力路径,获取合理的节点位置和杆件连接方式。其次在ANSYS和iSight中采用多岛遗传算法对杆件截面尺寸参数进行联合优化,得到各个截面的最优尺寸,最终获得的结构形式既满足强度要求,且与原结构重量相比减轻了13.6%;最后通过“翼型”整流罩结构的使用减小杆件的阻力值,降低桁架结构对飞机气动性能的影响。新方案旨在为水上飞机支撑架设计提供一种新思路,也为相似的类桁架结构优化提供理论依据和技术支持。

摘要：大展弦比太阳能无人机大部分任务时间段是以最佳升阻比状态巡航,尽量提高其持续任务高度、时长是十分重要的。基于长航时无人机的大展弦比结构,以功率-能量平衡关系推导了单位太阳能电池面积与飞行高度、太阳能电池比质量、蓄电池充放电效率、电池能量密度等参数的关系,分析了翼型弯曲几何对机翼气动效率的影响,着重考虑奥斯瓦尔德系数随翼型参数变化的量纲关系,对各个系数通过参数化计算,简化了计算,可以为后续长航时太阳能无人机的设计与优化提供帮助。

摘要：对电动飞机进行轻量化设计,能够增加电动飞机的有效载荷或延长续航时间。以电动飞机的电池舱支撑框结构为研究对象,基于拓扑优化、模态分析以及复合材料层合板铺层优化技术,利用HyperWorks软件分别对电动飞机的电池舱支撑框结构进行单一材料的结构拓扑优化、模态分析、基于模态分析的拓扑优化以及复合材料层合板的铺层优化,并对各优化后的模型进行了静力分析,并验证了优化后结构的有效性。从而实现了对电池舱支撑框的轻量化设计。