基于StarCCM+的运载器无人机发射动态响应分析

摘要

为拓展折叠翼无人机的使用范围、延伸水下平台的信息获取能力，在结合了水下无人航行器和无人机二者优势的前提下，提出了一种能够携带无人机进行干式发射的水下运载器方案。同时，为了能够较好地评估运载器在海面发射无人机方案的可行性，利用计算流体力学仿真软件StarCCM+,模拟无人机海上发射环境，并在仿真环境中模拟无人机的漂浮和发射过程。借鉴国外设计经验，分别设计了气囊式方案和推进器方案，并针对不同海况、不同结构参数和姿态参数分别进行仿真评估，最终在海况条件下进行发射过程仿真。结果表明，对于水下处于零浮力状态的无人机运载器，其气囊式方案和螺旋桨推进式方案在不同海况条件下均能较为稳定地漂浮于水面；在无人机发射方面，气囊式方案在静水条件和海况条件下的最大下沉距离相差约为2.5%,一致性较好，优于螺旋桨方案30%的误差水平，同时气囊式方案在发射无人机期间的运载器平均最大下沉距离为0.28 m,低于螺旋桨推进方案的0.4 m。综合比较下，气囊方案更加稳定可靠。

关键词

无人机 / 无人机运载器 / 干式发射 / 动态响应 / 计算流体力学 / 仿真

基金资助

国家自然科学基金项目(51379212)