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原文传递一种实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法

专利名称：	一种实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法
摘要：	本发明公开了一种实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，利用水平设置在车体上的马格努斯转子转动时，受到气流的作用下会产生一个与气流方向垂直的升力；设计步骤包括：S1：转子转速比的设计：模拟不同转子转速比α对马格努斯转子气动特性的影响，获得马格努斯转子的转速比α；S2:马格努斯转子的组合方式的设计：模拟不同的马格努斯转子的组合设计对其气动性能的影响,获得若干种马格努斯转子的组合；S3：样机制作：将步骤S2获得的马格努斯转子组合方式组装到车体上，获得火星车模型；S4：模拟火星环境下，判定步骤S3制成的火星车模型能否在火星大气环境下正常工作，优化马格努斯转子的组合方式，获得最终的火星车。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中南大学
发明人：	薛晓鹏;姜璐璐;林明月;王粤;许德泉;徐欣;王嘉麟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910682210.6
公开号：	CN110435928A
代理机构：	广州嘉权专利商标事务所有限公司
代理人：	赵琴娜
分类号：	B64G1/16(2006.01);B;B64;B64G;B64G1
申请人地址：	410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号
主权项：	1.一种实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，其特征在于：利用水平设置在车体上的马格努斯转子转动时，受到气流的作用下会产生一个与气流方向垂直的升力，通过调节转子转速与来流速度的比值来调节系统的升力系数，增加车体的灵活机动性，同时与旋翼组合实现火星车的升降以及长航时效果；设计步骤包括： S1：转子转速比的设计：基于火星车的载荷要求和车体外形，运用计算机辅助设计技术设计马格努斯外形尺寸，运用计算流体力学数值模拟技术，模拟不同转子转速比α对马格努斯转子气动特性的影响，获得马格努斯转子的设计转速比α； S2:马格努斯转子的组合方式的设计：运用计算流体力学数值模拟技术，模拟不同的马格努斯转子的组合设计对其气动性能的影响,获得若干种马格努斯转子的组合； S3：样机制作：将步骤S2获得的马格努斯转子组合方式组装到车体上，获得火星车的初始模型，根据火星车载荷要求，确定合理载重效率的多组旋翼，进行试飞验证； S4：运用计算流体力学数值模拟技术，模拟火星环境下，判定步骤S3制成的火星车模型能否在火星大气环境下正常工作，优化马格努斯转子的组合方式，获得最终的火星车。 2.根据权利要求1所述的实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，其特征在于：步骤S1中，马格努斯转子与来流速度的转速比α区间为[2,4]。 3.根据权利要求1所述的实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，其特征在于：步骤S2中，马格努斯转子的组合方式包括单排马格努斯转子、双排马格努斯转子和四排马格努斯转子中的一种。 4.根据权利要求3所述的实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，其特征在于：步骤S3中，火星车为单排马格努斯转子。 5.根据权利要求1至4任一项所述的实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，其特征在于：步骤S3中，旋翼的数量为四组，所述旋翼分别两两对称的设置在车体的四侧。 6.根据权利要求1至4任一项所述的实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，其特征在于：所述马格努斯转子上设有多个随马格努斯转子转动的圆形挡板，所述圆形挡板的直径大于马格努斯转子的直径。 7.根据权利要求6所述的实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，其特征在于：所述圆形挡板的数量为三个，两个所述圆形挡板分别设在马格努斯转子的两端，另一个圆形挡板设置在马格努斯转子的中间位置。 8.根据权利要求7所述的实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，其特征在于：所述圆形挡板与马格努斯转子直径比的区间为[2，3]时，转速比α为[2，3]。 9.根据权利要求1至4任一项所述的实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，其特征在于：所述车体的底部设有多组滚轮装置，实现灵巧火星车的移动功能。 10.根据权利要求1至4任一项所述的实现可垂直起降的灵巧火星车的设计方法，其特征在于：所述车体采用炭纤维材料制成。
所属类别：	发明专利