小型無人機(jī)總體布置方法探究

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1、小型無人機(jī)總體布置方法探究　　摘要：本文通過對某小型無人機(jī)總體布置工作的難點分析，總結(jié)設(shè)計過程中的經(jīng)驗和教訓(xùn)，歸納其中采用的布置方法。通過對布置結(jié)果的介紹，證明了方法的有效性。同時提出了對該方法改進(jìn)的建議，以期對其進(jìn)一步研究，對總體布置工作起到積極作用。關(guān)鍵詞：總體布置方法；機(jī)載系統(tǒng)；小型無人機(jī)中圖分類號：V221文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A1問題分析根據(jù)總體技術(shù)方案，某無人機(jī)由結(jié)構(gòu)、動力系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)和任務(wù)系統(tǒng)等組成。其中任務(wù)系統(tǒng)分為兩種不同任務(wù)設(shè)備，功能不同且對無人機(jī)平臺的技術(shù)要求不同。經(jīng)過分析，該型無人機(jī)總體

2、布置存在如下布置的難點：（1）需要考慮兼顧不同任務(wù)設(shè)備對平臺的技術(shù)要求。（2）結(jié)構(gòu)需要避讓運(yùn)動機(jī)構(gòu)的活動范圍。（3）艙內(nèi)空間，機(jī)身截面形狀異形，空間利用率不太理想。（4）靜安定裕度要求較高，遠(yuǎn)大于常規(guī)布局飛機(jī)的要求，因此重心要求特別靠前。4總體布置工作需要協(xié)調(diào)各系統(tǒng)成品外形、尺寸、安裝位置以及對結(jié)構(gòu)方案做適應(yīng)性調(diào)整，滿足上述系統(tǒng)各設(shè)備的技術(shù)要求并滿足飛行對無人機(jī)配平的需求。2方法研究2.1布置原則布置原則是確?？傮w布置滿足總體技術(shù)方案的一個重要手段。在布置工作中，根據(jù)以往經(jīng)驗以及具體情況，總結(jié)提煉了如下5條原則

3、。（1）模塊化原則針對設(shè)計中遇到的一個機(jī)型兩種狀態(tài)以及機(jī)身截面形狀異形等問題，應(yīng)采取模塊化設(shè)計原則予以解決。即分別根據(jù)兩種不同任務(wù)設(shè)備的重量重心以及外形特點出發(fā)，提出無人機(jī)其它系統(tǒng)的重心布置要求，以滿足全機(jī)重心要求。通過協(xié)同設(shè)計，將結(jié)構(gòu)及其它各系統(tǒng)的機(jī)械接口統(tǒng)一化，使不同架次的無人機(jī)在裝載不同任務(wù)設(shè)備時的重心均能在重心使用范圍之內(nèi)，也能較好的滿足對機(jī)身截面異形的適應(yīng)要求。（2）干涉原則在布置原則中，干涉是在布置中需要做的第一項檢查。從方法上，當(dāng)設(shè)備與蒙皮等發(fā)生干涉時，考慮用整流鼓包的方式對外形進(jìn)行修形，但勢必會

4、對飛機(jī)升阻比造成影響。因此在出現(xiàn)干涉時，應(yīng)優(yōu)先調(diào)整設(shè)備的位置而不是對外形做修形處理。（3）重心平衡原則4飛機(jī)對靜安定裕度要求較高，全機(jī)重心應(yīng)盡可能靠前。在不影響任務(wù)載荷工作的前提下，使較重的設(shè)備盡可能的靠前布置，余下重量較輕或體積較小的設(shè)備可考慮采用見縫插針的方式填補(bǔ)剩余空間。（4）結(jié)構(gòu)優(yōu)化原則在小型無人機(jī)設(shè)計中，利用機(jī)身結(jié)構(gòu)，一物多用。各相關(guān)專業(yè)相互協(xié)調(diào)，使相鄰設(shè)備直接安裝到兩者間的結(jié)構(gòu)零件上，可以節(jié)約有限的重量指標(biāo)。即減少了裝機(jī)零件的數(shù)量，還間接減少了安裝所需要的標(biāo)準(zhǔn)件等。（5）就近原則就近原則是對電磁兼容

5、、電纜布線、安裝/維護(hù)等方面的一種綜合考慮。將同一系統(tǒng)設(shè)備靠近布置，在一定程度上能減小干擾。相對集中的布置，便于設(shè)備之間電纜的連接并縮短電纜長度，減少信號在傳輸過程中受到的干擾并減輕電纜重量，也便于設(shè)備的維護(hù)和裝卸。2.2布置流程總體布置方式方法可以是靈活多樣，不拘一格的。在具有較強(qiáng)的主觀性的同時，總體布置的過程仍應(yīng)按照一定的程序，確保方案滿足設(shè)計指標(biāo)要求并滿足項目進(jìn)度。在設(shè)計過程中，我們制定了一個工作流程，規(guī)范設(shè)計方案，見圖1。3布置結(jié)果4采用上述布置原則、工作流程后，該型無人機(jī)設(shè)計各個階段重量重心計算報告表

6、明，總體布置工作均達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)：（1）在機(jī)身空間緊張、靜安定裕度要求高的情況下，實現(xiàn)了設(shè)備的布置；（2）重心平衡滿足飛行要求；（3）機(jī)身外形未出現(xiàn)鼓包的情況；（4）結(jié)構(gòu)方案順利達(dá)到了指標(biāo)要求；經(jīng)試制批數(shù)架次維護(hù)、使用等多方面驗證，各成品滿足裝卸/維護(hù)的需求，保證了研制工作順利進(jìn)行。4改進(jìn)方向在今后的工作中，可以通過經(jīng)驗積累，對相關(guān)因素進(jìn)行統(tǒng)計分析，以加權(quán)系數(shù)的方法來打分評判，量化在布置過程中對設(shè)備安裝位置的排序，科學(xué)有效的進(jìn)行總體布置工作。結(jié)論在總體布置過程中，特別是對小型無人機(jī)，因為飛機(jī)小，對各種布置方案尤

7、為敏感。在布置工作中更應(yīng)做到精細(xì)化的工作。同時，應(yīng)結(jié)合具體機(jī)型的設(shè)計思想和總體技術(shù)方案等對已有的布置原則進(jìn)行選擇，因地制宜的進(jìn)行增刪。參考文獻(xiàn)①楊景佐，曹名.飛機(jī)總體設(shè)計[M].航空工業(yè)出版社，1991.4