1、低成本无人机起降性能计算的机械建模与仿真

低成本无人机起降性能计算的机械建模与仿真

1. 引言

如今，无人机作为一种自动控制且无需人员驾驶的飞行器，凭借安全可靠等内在优势，在民用航空和军事领域得到广泛应用。过去十年，智能作战系统迅速发展，低成本无人机成为其中的关键组成部分。它们体积小、成本低、可消耗且具备高隐身性，能够在较近距离内对敌方战斗机、导弹发射车等高价值武器装备发动攻击。因此，低成本无人机的设计与生产逐渐成为热门趋势，未来其应用将更加频繁和广泛。

起降阶段虽然仅占整个飞行时间的 2%，却是飞行中最危险的阶段。由于运动不稳定和速度变化快，与其他飞行阶段相比，起降阶段更容易发生故障和事故。对于低成本无人机而言，受机场场地限制以及大规模编队作战需求（一个战斗机编队系统至少需要 6 架无人机），设计短起降时间和距离的无人机至关重要。此外，为节省成本和减轻重量，通常会移除起落架，采用“腹部着陆”方式。这些独特特点使得低成本无人机的起降性能与有人驾驶飞行器不同，而目前大多数关于起降性能的研究主要针对传统固定翼飞机。

2. 研究现状

以往有许多学者对飞行器的起降性能进行了研究：
- Torenbeek 基于发动机推力、升力、阻力和地面摩擦力，详细分析了亚音速三轮喷气式飞机和螺旋桨飞机的起降过程，并给出了起降性能的计算方法。
- Gudmundsson 和 Snorri 探讨了三轮飞机和后三点式飞机起降过程的差异，并推导了相应的计算公式。
- 王辉等人通过 Simulink 建立计算模型，模拟了滑行、起飞、巡航和着陆实验，但具体模型被简化，算法无法满足工程应用要求。
- Lin 等人根据某型飞机的速度和加速度对起降过程进行建模并分析影响因素，但研究仍处于理论计算阶段