19、无人机起落架与卫星定位技术研究

无人机起落架与卫星定位技术研究

1. 无人机起落架研究

在无人机设计中，起落架的设计至关重要，它就像有人驾驶飞机的起落架一样，是整个飞行器设计的关键部分。起落架系统相当于一个悬挂系统，在滑行、起飞，尤其是着陆过程中，能够吸收并消散飞行器的动能。其中，减震器是起落架的重要组成部分，它主要由弹簧和阻尼器两个主要部件构成，其作用是吸收移动物体的冲击能量，帮助飞机或无人机更平稳地着陆，减少冲击力，或者在滑行和起飞时使飞行器能在崎岖地形或跑道上平稳行驶。在现代起落架中，油气式减震支柱非常常见，特别是对于一定重量以上的飞机。

以往有很多关于起落架的研究。例如，Wahi在1976年对油气式减震支柱进行了复杂分析和实时模拟；Furnish和Anders在1971年对起落架动力学进行了解析模拟；McBrearty在1948年研究了起落架结构故障的各种情况等。而本次研究聚焦于类似诺斯罗普 - 格鲁曼公司生产的“全球鹰”的高空长航时无人机的起落架计算和性能估计。

研究方法上，将起落架视为一个质量 - 弹簧 - 阻尼系统，如下图所示：

在这个模型中，$m_1$ 表示每个起落架对应的飞机总质量，$m_2$ 表示车轮和轮胎组的总质量。$k_1$ 减震器弹簧和 $k_2$ 轮胎弹簧是模型中的两个弹簧元件，模型的最后一个组件是减震器阻尼 “$b$”。该模型的目的是计算作用在飞机质量上的 $F_1$ 力以及飞机和减震器的位移，相关的运动方程如下：
- $F_1 = m_1\ddot{x} <