系統識別號 | U0002-1808201918063000 |
---|---|
DOI | 10.6846/TKU.2019.00558 |
論文名稱(中文) | 雙體無人飛機載台設計 |
論文名稱(英文) | Double-body Unmanned Aerial Vehicle Design |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 航空太空工程學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Aerospace Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 107 |
學期 | 2 |
出版年 | 108 |
研究生(中文) | 李奕逸 |
研究生(英文) | Yi-Yi Lee |
學號 | 606430261 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2019-06-20 |
論文頁數 | 54頁 |
口試委員 |
指導教授
-
蕭富元
委員 - 蕭照焜 委員 - 馬德明 |
關鍵字(中) |
無人機載台 空射火箭的載具 空射火箭的無人機載台 |
關鍵字(英) |
UAV platform Airborne rocket carrier Airborne rocket drone stage |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
本論文主要探討可用於空射小型火箭的無人機載台設定。目前淡江大學太空實驗室正在發展小型太探火箭,受限於台灣北部地區試射場地的不足,因此採用無人機載台進行空射火箭,將是選擇之一。本論文所探討的無人機載台,將用於搭載一公尺長、一公斤重、10 公分粗的火箭,因此,飛機的規格主要根據此項任務開立。再參考了世界上各式空射火箭的載具,本論文採用了雙體機的設計。 具體來說,本論文首先依據需要執行的任務定義飛機各項規格,接著依照所開立的規格,推算出所需的各項空氣動力參數。接著,依照所需要的空氣動力係數去挑選合適的翼型,並據此用計算流力求得全機的各項導係數。在結構方面,本論文採用CATIA 進行建模,並將各項資訊整合之後,粗布估算飛機的動態方程式。論文最後也簡單陳列若干可用的硬體設備。本論文的研究成果,日後將有助於空射火箭的無人機載台發展。 |
英文摘要 |
This paper focuses on the setting of UAV stations that can be used for air-launched small rockets. At present, the Space Laboratory of Tamkang University is developing small-scale rockets, which is limited by the lack of test sites in northern Taiwan. Therefore, it is one of the choices to use airborne rockets for drone carriers. The UAV platform discussed in this paper will be used to carry a rocket measuring one meter long, one kilogram and 10 cm thick. Therefore, the specifications of the aircraft are mainly based on this task. Referring to the vehicles of various air-launched rockets in the world, this paper adopts the design of the double-body machine. Specifically, this paper first defines the aircraft specifications according to the tasks that need to be performed, and then derives the required aerodynamic parameters according to the specifications that are opened. Then, according to the required aerodynamic coefficient, the appropriate airfoil is selected, and the calculation coefficients of the whole machine are obtained according to the calculated flow force. In terms of structure, this paper uses CATIA to model and integrate various information to estimate the dynamic equation of the aircraft. At the end of the paper, some of the available hardware devices are simply displayed. The research results of this paper will contribute to the development of airborne rocket drone carriers in the future. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 1 緒論1 1.1 研究動機.....1 1.2 文獻回顧....2 1.3 研究方法....4 2 制定設計概念流程與目標.....6 2.1 設計概念.....6 2.2 性能與參數.....7 2.3 飛行載具任務.....10 3 飛行載具設計13 3.1 機翼選擇設計.....13 3.1.1 機翼尺寸選擇.....13 3.1.2 翼型選擇.....14 3.1.3 三維機翼空氣動力係數轉換公式.....18 3.1.4 副翼(Aileron).....18 3.2 初步機身設計.....19 3.3 尾翼設計.....20 3.3.1 水平尾翼設計.....20 3.3.2 升降舵設計.....20 3.3.3 垂直尾翼設計.....20 3.3.4 方向舵設計.....21 3.4 起飛與落地分析.....22 3.4.1 起飛前分析.....22 3.4.2 爬升率計算.....23 3.4.3 起飛分析.....25 3.4.4 落地分析.....28 3.5 機翼機身組合阻力升力分布估算.....30 3.5.1 主翼阻力.....30 3.5.2 尾翼阻力.....31 3.5.3 總阻力.....31 3.6 雙體飛機模型.....33 3.7 氣動力原理.....34 3.7.1 氣動力參數計算.....34 3.7.2 縱向運動方程式的計算.....37 3.7.3 橫向運動方程式的計算.....39 3.8 飛行載具裝備.....42 3.8.1 伺服器.....42 3.8.2 空速管.....43 3.8.3 發動機..... 44 4 結論45 參考文獻46 5 附錄107 年航太年會投稿論文47 圖目錄 1.1 太空梭運輸機(Shuttle Carrier Aircraft,SCA).....2 1.2 Stratolaunch Systems 所製造的巨無霸飛機又名ROC.....3 1.3 研究架構圖.....5 2.1 設計流程圖.....6 2.2 雙體飛行載具外型初步示意圖.....9 2.3 雙體飛行載具外型初步示意圖.....9 2.4 飛機任務剖視圖.....10 3.1 二維E193 翼型剖面圖.....16 3.2 E193 翼型數據.....17 3.3 副翼平板(platform) 投影圖.....18 3.4 機身上視圖.....19 3.5 各階段起飛示意圖.....25 3.6 各階段降落示意圖.....28 3.7 雙體無人飛機模型.....33 3.8 OpenVSP 所繪之雙體飛機.....34 3.9 OpenVSP 所繪之雙體飛機.....34 3.10 Stability Derivatives.....35 3.11 Moment of inertia.....36 3.12 Pixhawk PX4 差分空速管.....43 3.13 ATJ220SV 渦輪噴射發動機.....44 |
參考文獻 |
[1] Duane McRuer, Irving Ashkenas and Dustan Graham, ”Aircraft Dynamics and Automatic Control” , Princeton University Press, 1974. [2] Jan Roskam, “Airplane Design”, Roskam Aviation Co., 1989. [3] J.Anderson, Aircraft Performance Design, McGraw-Hill Science,1991. [4] Robert C. Nelson, Flight Stability and Automatic Control,McGraw-Hill Companies, 1998. [5] Anderson, J.D., Aircraft Performance and Design, University of Maryland, Maryland, 1999. [6] The U.S. Defense Department’s “Unmanned Aircraft Systems (UAS) Planning Task. Force,Unmanned Systems Roadmap 2005-2030,”Aug.2005 [7] John D. Anderson, Jr.,Fundamentals of Aerodynamics,McGraw-Hill Companies, 2007. [8] Phillips, W.F.,Mechanics of Flight, 2nd ed., John Wiley Sons, Inc., Hoboken, NJ, 2009. [9] Daniel Raymer, “Aircraft Design: a Conceptual Approach”, AIAA, 2nd Edition, 2009. [10] Duane McRuer, Irving Ashkenas and Dustan Graham, ”Aircraft Dynamics and Automatic Control” , Princeton University Press, 1974. [11] Pasquale M.Sforza, Commercial Airplane Design Principles, 2014. [12] 趙先寧、王石生,飛機設計基本原理,徐氏基金會,民國七十八年 [13] 林仲彥、林智毅,「無人飛機Unmanned Aerial Vehicle 設計與實作」, 2017 [14] 楊東憲,「自動飛行控制原理與實務第三版」, 2017 |
論文全文使用權限 |
如有問題,歡迎洽詢!
圖書館數位資訊組 (02)2621-5656 轉 2487 或 來信