用于微型飞行器推进的高展弦比多级涵道式电气动推力器
机器人学
2023-08-22 v1
摘要
电气动推进通过静电加速离子与中性空气分子的碰撞产生力，因其静音和固态特性，成为微型空气飞行器（MAV）飞行中基于螺旋桨和扑翼方法的极具吸引力的替代方案。采用的主要障碍之一是在有用盘载荷水平下其推力效率有限。由多个串行集成的加速级组成的涵道式作动器是一种潜在解决方案，可使各级在更高效率下运行同时保持有用的总推力，并可能通过多种空气动力学和流体动力学机制提高效率。本工作中，我们研究了涵道和发射电极几何形状对作动器性能的影响，进而展示了增大横截面展弦比与多级串行集成相结合如何产生可与商用推进器相媲美的整体推力密度。一个优化的五级器件在约 2 mN/W 的推力效率下达到约 18 N/m 的推力密度，是该尺度下测得的最高值之一。我们进一步展示了此类推力器如何集成于 MAV 尺度固定翼平台机翼下方，指向未来作为分布式推进系统的应用。
引用
@article{arxiv.2308.09840,
title = {High Aspect Ratio Multi-stage Ducted Electroaerodynamic Thrusters for Micro Air Vehicle Propulsion},
author = {C. Luke Nelson and Daniel S. Drew},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.09840},
year = {2023}
}