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系統識別號 U0026-2008201218281000
論文名稱(中文) 無人機前緣襟翼機構設計與減速飛行驗證
論文名稱(英文) UAV slat design in reduce speed verification
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系專班
系所名稱(英) Department of Aeronautics & Astronautics (on the job class)
學年度 100
學期 2
出版年 101
研究生(中文) 呂金龍
研究生(英文) Chen-Lung Lu
電子信箱 bbsbbs2006@yahoo.com.tw
學號 p47991041
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 93頁
口試委員 指導教授-林清一
口試委員-尤芳忞
指導教授-李志清
中文關鍵字 前緣翼條  失速  風洞實驗  煙流法 
英文關鍵字 leading-edge slat  stall  wind tunnel experiment  smoke flow 
學科別分類
中文摘要 無人飛行載具擁有低成本及高機動性之優點,已逐漸取代有航空器,民間應用於防災救災系統作更深入災區的偵蒐與監視。無人機執行任務時需要在低速度下完成工作,且必須維持飛行性能。本研究設計與製作無人飛行載具機翼之前緣翼條,使飛機在高升力需求時,利用機翼的前緣翼條(Slat)來提高最大升力及失速攻角,增進飛行安全並提高低速飛行性能。透過風洞實驗,翼表面的流場狀態以煙流法進行觀測翼面效應,探討前緣翼條未開啟與展開後之失速攻角性能差異,了解機翼空氣動力特性,並以六力平衡儀測得機翼的升力、阻力並計算升力、阻力係數。實驗室測試完成後,本研究更以實際飛行測試,來驗證前緣翼條對低速飛行性能的改善效果。
英文摘要 Unmanned aerial vehicles (UAV) have gradually replaced part of manned aircraft because of their advantages of low-cost and high maneuverability in civilian applications for reconnaissance, surveillance and information collection to support disaster rescue. In UAV missions, low speed operation is demanded with required performance. A wing with the leading-edge slat for UAV is designed and implemented in this study to increase the maximum lift and stall angle during low speed operations. Via the wind tunnel experiments, the flow properties on the wing surface were visualized and analyzed by the smoke flow method. The differences of stall angle when the slat works or not will be well investigated. In order to understand the aerodynamics properties, the lift and drag were measured by force balance and to calculate the coefficients of lift and drag. After laboratory observations, real flight tests were carried out to verify the actual performance in low speed operations.
論文目次 中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
表目錄 viii
圖目錄 ix
符號說明 xv
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 研究動機與目的 6
第二章 襟翼種類及空氣動力學特性簡介 9
2.1 襟翼的種類 9
2.1.1 後緣襟翼(Trailing edge flaps) 10
2.1.2 前緣襟翼(Leading edge slats) 11
2.2 空氣動力學特性(Aerodynamic performance) 14
2.2.1 攻角(Angle of attack) 14
2.2.2 失速(Stall) 15
2.2.3 升力係數(Lift coefficient) 16
2.2.4 阻力係數(Drag coefficient) 17
2.2.5 雷諾數(Reynolds Number) 17
第三章 機翼、前緣襟翼設計與製作及飛機設備基本資料 19
3.1 機翼、前緣襟翼設計 19
3.1.1 起飛重量(Take-off Weight)及重心(Center of Grovity)位置 20
3.1.2 起飛速度(Take-off Speed)及機翼負載(Wing Loading) 22
3.1.3 機翼、前緣襟翼設計圖繪製 22
3.2 機翼、前緣翼條製作 27
3.3 飛機設備基本資料 45
3.3.1 引擎(Engine) 45
3.3.2 油箱(Tank) 46
3.3.3 充電電池(Battery) 46
3.3.4 伺服器(Servo) 47
3.3.5 接收器(Receiver) 49
3.3.6 遙控器(Transmitter) 51
第四章 實驗設備與方法 52
4.1 低速風洞(Wind Tunnel) 52
4.2 實驗設備與儀器 54
4.2.1 外置式六力平衡儀(Six Components External Force Balance) 54
4.2.2 皮托管與壓力轉換器(Pitot tube and pressure transducer) 55
4.2.3 類比/數位轉換器(Analog/Digital converter) 55
4.2.4 攻角控制器(AOA controller) 55
4.3 實驗模型 57
4.4 實驗參數 58
4.5 視流場觀察 58
4.6 實驗結果與討論 59
4.6.1 前緣翼條機翼之空氣動力特性 59
4.6.2 前緣翼條機翼對最大升力係數與失速攻角之影響比較 61
4.6.3 前緣翼條機翼之二維流場結構觀察 63
4.6.4 風洞實驗小結 73
第五章 載具試飛驗證與討論 74
5.1 試飛驗證任務剖析 74
5.2 第一次試飛驗證 75
5.3 第二次試飛驗證 79
5.4 試飛驗證結果與討論 83
第六章 結論與建議 85
6.1 結論 85
6.2 未來工作及建議 86
參考文獻 88
附錄 90
附錄A 90
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[16] NACA 4412 charateristics,http://library.propdesigner.co.cu/index.html,2012
[17] Slats, Slots and Spoilers-Life Modifying Devices on Airplane Wings, http://www.decoded.science.com/,2012
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  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2012-08-29起公開。
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