农业机械学报

作者：朱航，王月，兰玉彬，张萃，李珂宇

单位：吉林大学,吉林大学,国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心,吉林大学,吉林大学,

关键词：农用遥感无人机;翼身融合布局;长航时;气动优化;流固耦合;计算流体力学

基金：吉林省重点研发计划项目（20200401113GX）和中央高校基本科研业务费专项资金项目(1012019204)

针对电动无人机应用于农业遥感监测时受其续航时间限制的问题，从实际应用角度出发，设计了一种续航时间长、适用于农业遥感监测的翼身融合布局的轻型电动固定翼无人机。提出了翼身融合布局轻型固定翼无人机的总体设计方法，确定了轻型固定翼无人机的结构参数，建立了物理模型并对其参数进行了优化分析。通过计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)分析计算了翼身融合布局轻型固定翼无人机的气动性能，基于流固耦合模型动态分析了其飞行状态下的受力分布。结果表明，优化模型较初始设计模型的升阻比提高了2.6%，在迎角为6°、巡航速度为15.5m/s时，所设计的翼身融合布局轻型固定翼无人机机身压力分布合理，且拥有良好的气动特性。起飞质量为1.5kg时，无人机下表面压力最大，为143Pa，升力主要集中在机翼前缘部分，计算所得理论续航时间为65min，在巡航阶段最大变形量0.28838mm，符合飞行器工作条件，无人机结构和选用材料均满足设计和使用要求。本文设计的电动轻型固定翼农用遥感无人机在结构、材料和性能方面均适用于农业遥感监测。

来源：2021年第3期

《农业机械学报》期刊编辑部

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