2、低成本无人机起降性能的机械建模与仿真研究

低成本无人机起降性能的机械建模与仿真研究

1 引言

随着智能对抗技术的快速发展，低成本无人机的应用在未来将大幅增加。然而，目前对低成本无人机各种性能的研究尚不成熟，这阻碍了其进一步发展。本文将围绕低成本无人机的起飞和降落性能展开研究，建立相关模型并进行分析。

2 起飞过程的机械建模

2.1 火箭雪橇起飞

火箭雪橇起飞的主要原理是在起飞阶段利用火箭雪橇支撑并控制低成本无人机的方向，这一功能在其他类型飞机上通常由起落架实现。当火箭工作时，火箭雪橇和搭载的无人机开始沿预期方向滑行，直至升力足以抵消无人机的重力，加速后的无人机便与雪橇分离并升空。

在滑行阶段，总力 (F_{total}) 由火箭推力 (T_{rocket})、发动机推力 (T)、气动阻力 (D) 和摩擦力 (f) 组成。根据冲量定理可得：
(\sum_{0}^{t_{lof}} F_{total}\Delta t = Mv_{lof})
将其写成积分形式：
(\int_{0}^{t_{lof}} (a_Tt + T - f - D)dt = Mv_{lof})
其中 (a_T) 是发动机每秒推力的增量。

由于 (f) 和 (D) 是不稳定变量，而其他参数可由相关发动机性能确定，因此提出修正算法来表示 (f) 和 (D) 的值，并模拟匀加速直线运动。

气动阻力在起飞阶段可写成系数形式：
(D = A(g/q)(M /S) + C_{D0}(g/q)(M /S))
其中 (A) 是诱导阻力因子，(C_{d0}) 是零升阻力系数，(q) 是动压，(S) 是机翼面积。由于 (P \p