摘要：设计了一种垂直起降尾座式无人机,利用中心组合试验(Central composite design,CCD)对无人机的翼展长、后掠角、小翼高和小翼厚4个结构参数进行设计,构建了25组样本点。利用ANSYS CFX进行升阻比和阻力数值模拟,通过Design-Expert软件建立无人机结构参数与升阻比、阻力的响应面模型,其中升阻比随着翼展长和小翼高的增加而增大,后掠角和小翼高对升阻比的影响较小,当攻角为4°~8°时,升阻比随小翼厚的增加而减小,当攻角为10°~12°时,升阻比随小翼厚的增加而增大;阻力随着翼展长和小翼厚的增加而增大,随小翼高的增加而减小,随后掠角的增加先增大后减小。以升阻比最大和阻力最小为优化目标,采用多目标遗传算法进行结构参数优化,得到最优结构参数为:翼展长1 123 mm、后掠角34°、小翼高39 mm、小翼厚3 mm,与原始样机相比升阻比提高了12.4%,阻力降低了5.3%。采用风洞试验对响应面模型进行了验证,其中升阻比和阻力的数值模拟相对误差小于8.0%,响应面模型相对误差小于3%,表明响应面模型具有较高的精度和良好的通用性,可用于垂直起降尾座式无人机的优化设计。

关键词：尾座式无人机 结构优化 遗传算法 响应面 

单位：西北农林科技大学机械与电子工程学院; 陕西杨凌712100; 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室; 陕西杨凌712100; 南京禾谱航空科技有限公司; 南京211300; 西北农林科技大学水土保持研究所; 陕西杨凌712100