氣撐式張弦結(jié)構(gòu)中氣囊風(fēng)阻特性仿真與試驗(yàn)

谷秀艷，臧 禹，周志艷，臧 英，葉 青，韋艦晶，徐小杰，夏 娟，張花哲，孔令熙

（1.廣州商學(xué)院信息技術(shù)與工程學(xué)院，廣州 511363；2.廣東省農(nóng)業(yè)人工智能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510642；3.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院/廣東省農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用工程技術(shù)研究中心/南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510642）

近年來，植保無人機(jī)在我國發(fā)展十分迅速，已成為防治病蟲害的重要手段，受到農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域的高度重視。與地面機(jī)械相比，植保無人機(jī)作業(yè)效率高、作業(yè)效果好且不易受地形影響。但飛手操作不當(dāng)或規(guī)劃作業(yè)不合理容易導(dǎo)致墜機(jī)，給機(jī)上裝備、地面農(nóng)作物及作業(yè)人員帶來安全威脅。起落架是植保無人機(jī)起降的重要裝置，在無人機(jī)發(fā)生故障導(dǎo)致墜機(jī)時(shí)起緩沖作用。目前無人機(jī)起落架裝置簡易，緩沖效果有限，專利技術(shù)主要集中在無人機(jī)機(jī)身安裝防撞支架、彈性伸縮架、彈簧、安全氣囊等緩沖結(jié)構(gòu)。由于剛性緩沖增加機(jī)身重量，氣囊緩沖防摔能力有限，仍無法保證安全起落。ZANG 等的綜述研究表明氣撐式張弦結(jié)構(gòu)在航空航天方面有一定的應(yīng)用。

氣撐式張弦結(jié)構(gòu)是由囊體結(jié)構(gòu)、上弦剛性桿件、下弦柔性索組成，是一種自支撐、自平衡的新型結(jié)構(gòu)體系。可設(shè)計(jì)成不同形狀，如紡錘形、圓柱形、拱形、殼形等。由于無人機(jī)在空氣場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，流線型的外形能有效減小流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)阻力，氣囊作為氣撐式張弦結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)形狀直接影響整機(jī)風(fēng)阻特性，但目前對(duì)氣撐式張弦結(jié)構(gòu)中氣囊形狀優(yōu)選的相關(guān)研究尚有欠缺。因此，本研究通過Ansys 仿真與風(fēng)洞試驗(yàn)相結(jié)合的方式對(duì)4種氣囊風(fēng)阻特性進(jìn)行分析，優(yōu)選出適宜于植保無人機(jī)的氣囊形狀，為氣撐式張弦結(jié)構(gòu)在植保無人機(jī)上的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 氣囊模型的選型及制作

不同形狀的充氣結(jié)構(gòu)風(fēng)阻特性不同，選取流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)阻力較小的物體，仿造其外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，基于文獻(xiàn)分析，阻力較小的仿生物有基洛級(jí)潛艇（KILO）、核潛艇（SSN）、劍魚（Swordfish）和紡錘體（Spindle）。根據(jù)4種模型的實(shí)際形狀將模型簡化，并對(duì)氣囊尺寸進(jìn)行選擇。因?yàn)橛L(fēng)面積是抗風(fēng)阻力中的一個(gè)重要影響因素，保證4種模型的迎風(fēng)面積相同，長度相近，結(jié)合現(xiàn)有風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)條件，確定4種氣囊模型尺寸如表1。

表1 4種氣囊模型尺寸對(duì)比
Table1 Size comparison of four airbag models

考慮到氣囊實(shí)際應(yīng)用在無人機(jī)上，故選用N20D 格子貼合TPU 材料，重量輕、氣密性好、強(qiáng)度高且易于熱合。將開版的氣囊模型在TPU 材料上剪裁，并用高周波熱合機(jī)進(jìn)行熱合制作。選擇合適的模具，根據(jù)材料特性，高周波熱合機(jī)溫度為80℃，熱合時(shí)間為3.5～4s。制作氣囊時(shí)在尾部預(yù)留充氣孔充氣，保證氣囊氣密性。

1.2 風(fēng)阻特性仿真試驗(yàn)方法

1.2.1 軟件介紹 根據(jù)仿真對(duì)象，使用Ansys ICEM CFD 和CFX 進(jìn)行數(shù)值仿真模擬。利用Ansys ICEM CFD進(jìn)行流體數(shù)值仿真的前處理操作，然后將生成的網(wǎng)格導(dǎo)入到CFX 中施加邊界條件進(jìn)行求解計(jì)算。Ansys 仿真在工業(yè)、能源、汽車、航空等方面有著廣泛的應(yīng)用。

1.2.2 仿真試驗(yàn)方法

1.2.2.1 CFD仿真模型建立與網(wǎng)格劃分 以Solidworks中三維CAD數(shù)字模型為研究對(duì)象，采用Fluent軟件進(jìn)行CFD數(shù)值模擬計(jì)算，仿真模型為氣囊模型，根據(jù)網(wǎng)格特性，本研究選用四面體及三棱柱網(wǎng)格劃分。導(dǎo)入模型，創(chuàng)建一個(gè)長、寬、高分別為模型3倍、5倍、5倍的計(jì)算域，同時(shí)為了減少計(jì)算數(shù)量，創(chuàng)建一個(gè)長、寬、高為模型1.5倍的密度區(qū)。全局網(wǎng)格尺寸設(shè)置為30，密度區(qū)網(wǎng)格尺寸設(shè)置為5，模型網(wǎng)格尺寸為3，可更好捕捉模型外部特征。棱柱形網(wǎng)格中的高度設(shè)置為2.6，生成的三維體網(wǎng)格類型為Tetra/Mixed。為保證后期結(jié)果準(zhǔn)確性，劃分過程優(yōu)先考慮網(wǎng)格質(zhì)量。4種氣囊模型網(wǎng)格劃分情況如圖1。

圖1 4種氣囊模型網(wǎng)格劃分Figure1 Mesh generation of four airbag models

1.2.2.2 CFX模擬 導(dǎo)入網(wǎng)格文件，對(duì)物理環(huán)境與邊界條件進(jìn)行設(shè)置。流體域設(shè)定為25℃空氣，參考?jí)毫橐粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。根據(jù)真實(shí)風(fēng)洞測(cè)量數(shù)據(jù)，建立數(shù)字化風(fēng)洞，湍流模型選擇標(biāo)準(zhǔn)的

k

?ε模型，尺度化壁面函數(shù)，邊界采用速度入口，outflow 出口。參考無人機(jī)作業(yè)速度以及相關(guān)文獻(xiàn)，模型采用凈風(fēng)條件，風(fēng)向沿

x

軸正向，入口邊界最大風(fēng)速設(shè)定為6m·s，出口邊界設(shè)定的相對(duì)壓強(qiáng)值為0Pa。氣囊模型設(shè)置為自由滑移壁面邊界，即氣囊相對(duì)空氣靜止。設(shè)定求解控制，差分格式為High Resolution，求解時(shí)迭代時(shí)間步長為0.01s，收斂判別準(zhǔn)則中殘差類型選擇RMS，殘差值為0.00001，模型收斂，滿足仿真分析收斂性要求。通用后處理器為Ansys CFD?Post，經(jīng)過壁面函數(shù)法對(duì)湍流流動(dòng)壁面區(qū)進(jìn)行處理，得到氣囊的各種參數(shù)，如流場(chǎng)的壓力云圖、速度矢量云圖、速度云圖及風(fēng)阻系數(shù)等。

1.3 風(fēng)阻特性試驗(yàn)驗(yàn)證方法

1.3.1 試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì) 風(fēng)洞試驗(yàn)是檢驗(yàn)氣動(dòng)特性仿真最有效的工具。風(fēng)洞試驗(yàn)平臺(tái)包括風(fēng)洞主體、風(fēng)機(jī)、整流器、風(fēng)速儀、懸掛架、相機(jī)及三腳架等（圖2）。其中，風(fēng)洞尺寸為3000mm×300mm×300mm。風(fēng)機(jī)功率為120W，最大轉(zhuǎn)速為266r·min，風(fēng)速可調(diào)。整流器用直徑為15mm、長度為100mm 的PVC 管熱熔制作，保證風(fēng)洞內(nèi)流場(chǎng)的風(fēng)速和流向穩(wěn)定均勻。

圖2 風(fēng)洞試驗(yàn)平臺(tái)Figure2 Wind tunnel test platform

1.3.2 試驗(yàn)驗(yàn)證方法（1）試驗(yàn)因素水平。為了優(yōu)選出最佳氣囊形狀，分別將上述4種氣囊在不同的風(fēng)速條件下進(jìn)行試驗(yàn)。依據(jù)GB/T28591?2012《風(fēng)力等級(jí)》，試驗(yàn)風(fēng)速從3m·s按1m·s遞增至11m·s，共9 組速度，每組重復(fù)3 次試驗(yàn)取平均值。（2）試驗(yàn)方法。將氣囊安裝在懸掛架上，相機(jī)置于三腳架，位置保持不變，以便獲取氣囊在各風(fēng)速下狀態(tài)圖。為了避免肉眼觀察對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，將采集的試驗(yàn)圖片導(dǎo)入Solidworks 進(jìn)行測(cè)量分析，得到角度偏移量與質(zhì)心偏移量，每組重復(fù)三次，對(duì)組內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行求平均值，小數(shù)點(diǎn)后統(tǒng)一保留2 位小數(shù)。具體測(cè)量方法如圖3。

圖3 角度偏移與質(zhì)心偏移的測(cè)量Figure3 Measurement of angle offset and centroid offset

1.4 風(fēng)阻特性評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.4.1 仿真試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)（1）壓力云圖。風(fēng)經(jīng)過氣囊，氣囊的壓力變化云圖。氣囊表面壓力與多種因素相關(guān)，同時(shí)其在一定程度上會(huì)對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)特性產(chǎn)生一定影響。壓力越大，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越大，抗風(fēng)性能越差。壓力越小，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越小，抗風(fēng)性能越好。（2）速度矢量圖。風(fēng)經(jīng)過氣囊，速度矢量的改變?cè)茍D，通過速度矢量云圖分析速度場(chǎng)。速度方向變化越大，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越大，抗風(fēng)性能越差。方向變化越小，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越小，抗風(fēng)性能越好。（3）速度云圖。速度云圖是壁面的速度云圖，風(fēng)經(jīng)過氣囊，空氣貼合氣模表面的速度云圖，通過速度云圖分析速度大小。速度越大，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越大，抗風(fēng)性能越差。速度越小，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越小，抗風(fēng)性能越好。

1.4.2 試驗(yàn)驗(yàn)證評(píng)價(jià)指標(biāo)（1）角度偏移量。將照片導(dǎo)入Solidworks，利用尺寸測(cè)量工具對(duì)角度進(jìn)行測(cè)量，分別測(cè)量每個(gè)風(fēng)速作用下的角度，取3次測(cè)量平均值，并與初始角度做差，該差值即為角度偏移量。風(fēng)速相同，角度偏移量越大，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越大，抗風(fēng)性能越差。反之，角度偏移越小，抗風(fēng)性能越好。（2）質(zhì)心偏移量。將照片導(dǎo)入Solidworks，利用尺寸測(cè)量工具測(cè)量每個(gè)風(fēng)速下質(zhì)心點(diǎn)移動(dòng)的距離，取3次測(cè)量平均值，作為質(zhì)心偏移量。風(fēng)速相同，質(zhì)心偏移量越大，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越大，抗風(fēng)性能越差。反之，質(zhì)心偏移量越小，抗風(fēng)性能越好。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種氣囊風(fēng)阻特性仿真試驗(yàn)結(jié)果與分析

按照以上建立的仿真模型輸入邊界條件，在Fluent中運(yùn)行得到氣囊模型外流場(chǎng)情況，通過后處理得到各項(xiàng)物理參數(shù)，如壓力云圖、速度矢量云圖、速度云圖等并對(duì)其進(jìn)行分析。當(dāng)風(fēng)速設(shè)定為6m·s時(shí)，仿真結(jié)果如下，其他風(fēng)速下4種氣囊的仿真結(jié)果圖呈類似形貌。

2.1.1 壓力云圖 壓力云圖中，4 種氣囊的等壓線密集的區(qū)域集中在頭部與尾部。等壓線與流動(dòng)能量損失和壓強(qiáng)梯度具有一定的相關(guān)性，等壓線越密集，則代表壓強(qiáng)梯度越大。對(duì)正壓區(qū)，壓強(qiáng)梯度與流動(dòng)能量損失和平均壓強(qiáng)呈正相關(guān)，而對(duì)于負(fù)壓區(qū)，壓強(qiáng)梯度與流動(dòng)能量損失呈正相關(guān)，與平均壓強(qiáng)呈負(fù)相關(guān)。壓強(qiáng)梯度的增大會(huì)在一定程度上增強(qiáng)氣囊的氣動(dòng)阻力。由圖4可知，KILO型、SSN型、紡錘型的受力比較均勻，且紡錘型的受力對(duì)稱。4種氣囊受力最大點(diǎn)都集中在頭部，與實(shí)際情況相符合。

圖4 4種氣囊壓力云圖Figure4 Four kinds of airbag pressure nephogram

2.1.2 速度矢量云圖 速度矢量圖是指風(fēng)經(jīng)過氣囊后速度矢量的改變?cè)茍D。通過速度矢量云圖分析速度場(chǎng)，速度方向變化越大，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越大，抗風(fēng)性能越差，方向變化越小，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越小，抗風(fēng)性能越好。由圖5 可知，氣流在4 種氣囊模型表面均未產(chǎn)生回流現(xiàn)象，KILO 型和SSN 型頭部風(fēng)速的方向改變較大，Swordfish 頭部速度方向改變較小，紡錘型風(fēng)向始終特貼合整體模型，由此說明紡錘型的阻力較小，抗風(fēng)性能好。

圖5 4種氣囊速度矢量圖Figure5 Four kinds of airbag velocity vector nephogram

2.1.3 速度云圖 速度云圖是壁面的速度云圖，氣流經(jīng)過氣囊主體時(shí)空氣貼合氣囊表面的速度云圖，通過速度云圖分析速度大小。速度越大，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越大，抗風(fēng)性能越差，速度越小，說明氣囊模型受風(fēng)力影響越小，抗風(fēng)性能越好。由圖6 可知，氣流經(jīng)過氣囊主體時(shí)會(huì)增加一定速度，在氣囊中部（紅色部位）空氣流速數(shù)值范圍較大，在尾部空氣流速數(shù)值范圍變小。四者的速度最大值相差不大，紡錘型氣囊相比其他3種氣囊總體速度改變不大，較均勻。

圖6 4種氣囊速度云圖Figure6 Four kinds of airbag velocity nephogram

2.2 4種氣囊風(fēng)阻特性風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 角度偏移量 以角度偏移量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果如圖7，隨著風(fēng)速的增加，4種氣囊模型的角度偏移量隨之增加，且基本成線性，擬合方程如表2，其中KILO型、SSN型、劍魚型、紡錘型4種氣囊的相關(guān)系數(shù)

R

分別為0.9740，0.9784，0.9745，0.9919，紡錘型氣囊的擬合效果優(yōu)于其他3種形狀，表明紡錘型氣囊的線性最佳，其角度隨風(fēng)速的增加更為穩(wěn)定。在測(cè)試風(fēng)速范圍內(nèi)，紡錘型氣囊始終比另外3種形狀的氣囊發(fā)生的偏移角度小，即在相同風(fēng)速下，紡錘型的氣囊角度偏移量最小，受風(fēng)的影響最小，即抗風(fēng)性能更好。

表2 4種氣囊角度偏移量的線性分析結(jié)果
Table2 Linear analysis results of four airbag angle offset

圖7 4種氣囊角度偏移試驗(yàn)結(jié)果Figure7 Test results of four kinds of airbag angle offset

2.2.2 質(zhì)心偏移量 以質(zhì)心偏移量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果如圖8，隨著風(fēng)速的增加，4種氣囊模型的質(zhì)心偏移量隨之增加，且基本成線性，擬合方程如表3，其中KILO、SSN、劍魚型、紡錘型4 種氣囊的相關(guān)系數(shù)

R

分別為0.9882，0.9779，0.9728，0.9506，均大于0.95，擬合效果均較好。在測(cè)試風(fēng)速范圍內(nèi)，紡錘型氣囊始終比其他3種形狀的氣囊發(fā)生的質(zhì)心偏移小，即在相同的風(fēng)速下，紡錘型氣囊質(zhì)心偏移量最小，受風(fēng)的影響最小，即抗風(fēng)性能更好。

圖8 4種氣囊質(zhì)心偏移試驗(yàn)結(jié)果Figure8 Test results of four kinds of airbag centroid offset

表3 4種氣囊質(zhì)心偏移量的線性分析結(jié)果
Table3 Linear analysis results of four airbag centroid offset

2.2.3 數(shù)據(jù)處理分析

2.2.3.1 氣囊類型與風(fēng)速對(duì)角度偏移量的影響分析 采用SPSS 進(jìn)行氣囊類型與風(fēng)速對(duì)角度偏移量的方差分析（表4）。結(jié)果表明，sig.<0.05，說明風(fēng)速與氣囊類型對(duì)氣囊角度偏移量均產(chǎn)生極顯著影響，且風(fēng)速因素

F

值為71.04，氣囊類型因素

F

值為27.61，因此，風(fēng)速對(duì)角度偏移量的影響要大于氣囊類型對(duì)角度偏移量的影響。

表4 氣囊類型與風(fēng)速對(duì)角度偏移量影響的方差分析結(jié)果
Table4 Variance analysis results of the influence of airbag type and wind speed on angle offset

注：sig.<0.05。
Note：sig.<0.05.

為進(jìn)一步探究不同氣囊的組間差異性，進(jìn)而優(yōu)選出形狀最佳的氣囊，對(duì)氣囊類型進(jìn)行SNK 檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果表明，不同形狀氣囊對(duì)角度偏移量不同，紡錘型偏移3.91°，劍魚型偏移4.64°，SSN 型偏移5.01°，KILO 型偏移6.91°，4種氣囊偏移角度影響效果為紡錘型<劍魚型2.2.3.2 氣囊類型與風(fēng)速對(duì)質(zhì)心偏移量的影響分析 采用SPSS 進(jìn)行氣囊類型與風(fēng)速對(duì)質(zhì)心偏移量的方差分析（表5）。結(jié)果表明，Sig.<0.05，說明風(fēng)速與氣囊類型對(duì)質(zhì)心偏移量均產(chǎn)生極顯著影響，且風(fēng)速因素

F

值為55.24，氣囊類型因素

F

值為39.26，由

F

值可知，風(fēng)速對(duì)角度偏移量的影響要大于氣囊類型對(duì)角度偏移量的影響。

表5 氣囊類型與風(fēng)速對(duì)質(zhì)心偏移量影響的方差分析結(jié)果
Table5 Variance analysis results of the influence of airbag type and wind speed on centroid offset

注：1.=0.959（調(diào)整=0.940）;2.Sig.<0.05。
Note：1.=0.959（Adjustment=0.940）;2.Sig.<0.05.

為進(jìn)一步探究不同氣囊類型的組間差異性，進(jìn)而優(yōu)選出形狀最佳的氣囊，對(duì)氣囊類型進(jìn)行SNK 檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果表明，不同形狀的氣囊質(zhì)心偏移量不同，紡錘型偏移25.82mm，劍魚型偏移44.39mm，SSN 型偏移52.29mm，KILO 型偏移71.02mm，4種氣囊質(zhì)心偏移量影響效果為紡錘型<劍魚型

3 討論與結(jié)論

氣撐式張弦結(jié)構(gòu)具有構(gòu)造簡單、重量輕、貯存體積小、承載能力強(qiáng)、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。曹正罡等構(gòu)建了紡錘型氣撐式張弦結(jié)構(gòu)的精細(xì)化有限元模型，實(shí)現(xiàn)了氣撐式張弦結(jié)構(gòu)從初始態(tài)到受荷態(tài)的全過程分析，仿真結(jié)果與國外學(xué)者得出的結(jié)果吻合較好；設(shè)計(jì)研制了2.5m跨度的紡錘型氣撐式張弦結(jié)構(gòu)模型，研究內(nèi)氣壓、構(gòu)件截面、膜材剛度等參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力分布的變化規(guī)律，試驗(yàn)結(jié)果與仿真分析結(jié)果吻合較好。Prospective Conceps 有限公司設(shè)計(jì)了載人氣力式飛機(jī)Stingray，機(jī)翼跨度13m，長9.4m，總面積為70m，總體積為68m。ANNA 等將氣撐式張弦結(jié)構(gòu)應(yīng)用于大型飛艇中，驗(yàn)證氣撐式張弦結(jié)構(gòu)的應(yīng)用極大地降低了氣囊膜的壓力。BREUER 等驗(yàn)證了氣撐式張弦結(jié)構(gòu)梁性能優(yōu)于同尺寸直梁，并用氣撐式張弦結(jié)構(gòu)梁制作風(fēng)箏，跨度近8m，投影面積達(dá)11m。我國目前對(duì)氣撐式張弦結(jié)構(gòu)的研究尚處于理論研究、模型研究的發(fā)展階段，與發(fā)達(dá)國家相比，差距較大。但從國際上的應(yīng)用情況來看，氣撐式張弦結(jié)構(gòu)不僅在建筑工程領(lǐng)域有所應(yīng)用，還廣泛應(yīng)用于風(fēng)箏、飛艇等航空航天領(lǐng)域。因此，氣撐式張弦結(jié)構(gòu)在農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的可行性。

本研究通過仿生學(xué)、潛艇應(yīng)用等文獻(xiàn)優(yōu)選出紡錘型、劍魚型、KILO 型和SSN 型4 種抗風(fēng)性能較好的模型，采用Ansys 仿真軟件對(duì)4 種氣囊進(jìn)行了風(fēng)阻特性仿真分析，并等比例制作了4 種氣囊模型，在搭建的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。本研究結(jié)果表明，通過對(duì)4 種模型進(jìn)行速度云圖、速度矢量云圖和壓力云圖仿真，從仿真結(jié)果中可知，當(dāng)氣流流過時(shí)，紡錘型總體速度變化均勻，風(fēng)向始終與結(jié)構(gòu)貼合，且壓力變化平穩(wěn)，風(fēng)阻系數(shù)最小。因此，紡錘型氣囊抗風(fēng)性能最好。通過SPSS 分析風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果可知，氣囊的形狀對(duì)氣囊的角度偏移量和質(zhì)心偏移量的影響是極其顯著的，相同風(fēng)速下，紡錘型氣囊模型角度偏移量和質(zhì)心偏移量最小，其中角度偏移3.91°，質(zhì)心偏移25.8mm，說明紡錘型的氣囊模型抗風(fēng)性能最好，與Ansys仿真分析結(jié)論吻合。本研究優(yōu)選出氣撐式張弦結(jié)構(gòu)中氣囊抗風(fēng)性能較好的形狀為紡錘型，將紡錘型氣撐式張弦結(jié)構(gòu)作為植保無人機(jī)起落架，為植保無人機(jī)起降安全結(jié)構(gòu)的研究提供了依據(jù)。但本研究僅限于通過仿真分析與風(fēng)洞試驗(yàn)確定最優(yōu)的氣囊形狀，并未將紡錘型氣撐式張弦結(jié)構(gòu)安裝在無人機(jī)上進(jìn)行研究。下一步將制作長度約80cm 的等比例紡錘型氣撐式張弦結(jié)構(gòu)，進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證，并將其安裝在無人機(jī)上，對(duì)無人機(jī)的抗摔性、穩(wěn)定性及功耗影響等進(jìn)行測(cè)試，為今后的相關(guān)研究提供一定的參考借鑒。