[发明专利]一种基于鸮翼的仿生缝翼的设计方法

摘要

本发明公开了一种基于鸮翼的仿生缝翼的设计方法，属于飞行器机翼设计领域。主要的设计步骤如下：提取鸮翼的三维几何结构；构建仿生翼型；确定仿生缝翼剖面曲线；确定固定翼前缘剖面曲线；确定仿生缝翼内、外剖面曲线的起点E；确定固定翼前缘剖面曲线的起点F；确定仿生缝翼内、外剖面曲线的终点G；确定固定翼前缘剖面曲线的终点H。本发明大幅提生了设计效率，保证了缝翼内型和固定翼外形曲面的连续性，提高了缝翼剖面和曲面的设计质量，并且仿生缝翼的增升效果明显，能够满足飞行器概念设计阶段提高翼型气动力的设计、分析需要，同时避免了传统设计方法的局限性，实现了对初步设计方案的性能快速评估、修改，缩短了设计周期。

主权项

一种基于鸮翼的仿生缝翼的设计方法，其特征在于：以具有良好低速滑行能力的鸮为母本，采用三维扫描、曲线拟合等完成缝翼剖面曲线的设计，具体步骤如下：(1)确定鸮翼的飞行姿态采用高速摄像机来跟踪拍摄鸮的定点飞行，以此来分析其翅膀的变化规律，从而将其降落前的滑翔作为采样用的飞行姿态；(2)去除扭转，对固定的鸮翼进行扫描对鸮翼进行一定扭转来消除相对转角，同时鸮翼的前缘垂直于飞行方向，然后将调整过的鸮翼固定在平板上，并利用三维扫描设备进行扫描；(3)删除三维扫描中有羽毛翘曲产生的奇异点，同时去掉翼尖附近的弦长过小的几何结构，提取鸮翼的三维几何结构；(4)对扫面后的三维模型进行剖分针对从小翼羽的翼尖到鸮翼的翼根的这段翼展，来提取相应的翼型；由于鸮翼表面羽毛分布不均，导致表面的粗糙度很大，因此沿展向等距提取多个剖面，以便提炼后得到的翼型能更好地接近自然鸮翼的剖面，并对其进行光顺化处理；(5)提取展向剖面的弯度和最大厚度，并对其拟合，进而对其进行平均化；(6)利用翼型分布公式，构建仿生翼型；(7)基于仿生翼型构建仿生缝翼。