7、无人飞行器动力与空气动力学设计解析

无人飞行器动力与空气动力学设计解析

1. 涡轮喷气发动机（TJE）的选择调整

在高速飞行中，为满足所需的推重比，对涡轮喷气发动机的选择进行了调整。初步计算发现，依据统计数据选择的发动机推力不足以确保高速范围的飞行。考虑到通过喷气气流绕流异形台阶来增加推力的可能性，最终选择了更轻便、紧凑且经济的P300 - PRO发动机。其调整后的无人机发射推重比计算如下：
[ \overline{t}_0 = \frac{P}{g \cdot m_0} = \frac{300}{9.81 \cdot 50} = 0.61 ]
这里，(P)为发动机推力，(g)为重力加速度，(m_0)为无人机质量。

TJE的参数对比如下表所示：
| 参数 | P300 - PRO (JetCat, 德国) | P400 - PRO (JetCat, 德国) |
| ---- | ---- | ---- |
| 最大推力 (N) | 300 | 397 |
| 燃油消耗率 (kg/N*h) | 0.157 | 0.158 |
| 重量 (kg) | 2.73 | 3.65 |
| 比推力 | 11.2 | 11.1 |
| 空气消耗量 (kg/s) | 0.5 | 0.67 |
| 气体温度 (°C) | 480 - 750 | 480 - 750 |
| 长度 (mm) | 380.5 | 353 |
| 直径 (mm) | 132 | 148.4 |

2. 带有内置进气道和“回退台阶”式喷管的空气 - 气体路径空气动力学设计特点

这种设计源于两个相互矛盾的条件：