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[发明专利]一种三旋翼尾座式垂直起降无人机-CN202011133841.1有效
发明人：王光学;段焰辉;张怀宝;陈龙飞 -专利权人：中山大学
申请日： 2020-10-21 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： B64C27/28 文献下载
摘要：本发明实施例涉及一种三旋翼尾座式垂直起降无人机，包括机身、两个机翼和一个尾翼，每个机翼上设置有翼尖旋翼，尾翼上设置有可折叠的矢量旋翼，机翼和尾翼上均设置有支撑杆。在无人机上设置两个翼尖旋翼和一个矢量旋翼形成三旋翼，通过控制三旋翼和舵面实现垂飞模式、平飞模式、垂飞到平飞过渡模式和平飞到垂飞过渡模式这四种无人机的飞行模式。该无人机简化了飞行控制系统复杂度；结构简单，减小巡航过程中无用重量，增加无人机载重能力；该无人机在平飞过程中，尾翼尖部前端的矢量旋翼不工作且折叠收回，减小无人机飞行的阻力，提高无人机续航时间，解决了现有垂直起降无人机的控制系统复杂、飞行阻力大且载荷能力弱的问题。
一种三旋翼尾座式垂直起降无人机

[发明专利]平面叶栅气动性能确定方法、装置、存储介质及设备-CN202210680287.1在审
发明人： 段焰辉;徐小雨;王光学;张陈良;林锦星 -专利权人：中山大学
申请日： 2022-06-16 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本申请提供一种平面气动性能确定方法、装置、存储介质及设备，获取平面叶栅预设入口马赫数，设置出口反压初值；将所述预设入口马赫数输入第一函数模型，引用出口反压初值进行迭代计算，并获得出口反压；根据所述出口反压得到平面叶栅的实际入口马赫数；根据所述实际入口马赫数得到所述平面叶栅的气动性能。该方法通过构建出口反压与预设入口马赫数的函数关系，自动调节出口反压，得到入口马赫数，整个流程完全自动化调节出口反压的数值，无需人为干预，并且能够在与传统方法相近的计算量情况下获得更高精度的入口马赫数以及更高精度的平面叶栅总压损失，提高平面叶栅气动性能的计算精度。
平面气动性能确定方法装置存储介质设备

[发明专利]一种叶片叶型外形几何的计算方法、装置及设备-CN202110384286.8有效
发明人： 段焰辉;王本斐;周鑫;王光学;林锦星;廖逸枭 -专利权人：中山大学
申请日： 2021-04-09 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明涉及一种叶片叶型外形几何的计算方法、装置及设备通过先得到上、下弧线的连接的吸力面点和压力面点，对前缘弧线和后缘弧线基于第1个离散点和第n个离散点逐一计算得到m1个前缘离散点和m2个后缘离散点的坐标位置，将m1个前缘离散点坐标的点绘制成前缘弧线以及m2个后缘离散点坐标的点绘制成后缘弧线，之后将得到的前缘弧线、上弧线、下弧线和后缘弧线连接成封闭的图形，得到叶片叶型的几何外形形状，该叶片叶型外形几何的计算方法得到的前缘弧线和后缘弧线精度高，解决了现有叶型几何外形是以该离散点处中弧线法线与圆的交点作为叶型上的一点，采用此方法设计的叶片叶型在前后缘位置处的精度较低的技术问题。
一种叶片外形几何计算方法装置设备

[发明专利]一种潜空通用飞行器布局-CN201810486892.9有效
发明人：吴文华;胡星志;余雷;段焰辉;赵鹏;杨伟 -专利权人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
申请日： 2018-05-21 - 公布日： 2021-09-14 - 主分类号： B64C35/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种潜空通用飞行器布局，包括机身,所述机身包括机身前段和机身后段，所述机身前端的两侧面上各自对称设置有一个折叠固定翼，所述折叠固定翼上设置有垂直升降装置，所述机身前段的正前方设置有用于平行推进的旋翼，所述机身后端设置有平尾和垂尾，所述机身上设置有用于在水中上浮和下潜的水密隔舱。本发明机舱下部的水密隔舱，有利于实现可重复下潜与上浮功能；机翼较大的上反角可以使得垂直起降装置的螺旋桨在启动前脱离水面，同时提供滚转稳定性，既能兼顾空中高低速飞行，减小入水冲击载荷和水下航行阻力，又能增大出水速度，完成多种运动状态的转换。
一种通用飞行器布局

[发明专利]一种扑翼矩阵飞行器气动布局-CN201810286126.8有效
发明人：吴文华;余雷;段焰辉;胡星志;赵鹏;杨伟;刘深深;张培红 -专利权人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
申请日： 2018-04-03 - 公布日： 2021-06-15 - 主分类号： B64C33/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种扑翼矩阵飞行器气动布局结构,包括机身和对称设置在机身两侧的大展弦比机翼，所述大展弦比机翼包括机翼框架，机翼框架由若干个垂直于机身方向的机翼框串联而成，在所述机翼框内包括有沿着机身方向的若干个扑翼框，每一个扑翼框内设置一个独立的扑翼，每一个扑翼独立控制；通过对多组扑翼的协同控制，可以实现飞行器的垂直起降、空中悬停、扑动飞行和滑翔飞行，还可以实现飞行器的纵向和航向控制。多组扑翼的共同扑动可以显著提高飞行器的负载能力，进一步提高扑翼的气动效率，从而使飞行器具有更长的飞行距离和飞行时间。
一种矩阵飞行器气动布局

[实用新型]一种跨域飞行器的姿态控制系统-CN202021528183.1有效
发明人：陈洪波;田松岩;段焰辉;庄学彬;王劲博;张岐良;侯治威 -专利权人：中山大学
申请日： 2020-07-28 - 公布日： 2021-02-09 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本实用新型涉及飞行器技术领域，公开了一种跨域飞行器的姿态控制系统，包括射流组、贮存箱、汽化单元和控制单元；射流组包括射流喷嘴组和射流孔组；射流喷嘴组包括偏航喷嘴组、俯仰翻转喷嘴组和增升喷嘴组，射流孔组包括偏航射流孔组、俯仰翻转射流孔组和增升射流孔组；控制单元包括控制器和姿轨传感器，姿轨传感器与控制器信号连接。高速跨域飞行时，控制器控制不同的射流喷嘴组开启，通过偏航喷嘴组、俯仰翻转喷嘴组和增升喷嘴组分别控制飞行器本体的航向、偏转和高度，调整飞行器本体的飞行状态；有效利用射流喷嘴产生飞行控制力，射流工质的推力与来流相互作用产生的附加力共同形成飞行控制力，实现基于虚拟气动舵面技术的飞行器控制的目的。
一种飞行器姿态控制系统

[发明专利]一种跨域飞行器的姿态控制系统-CN202010740670.2在审
发明人：陈洪波;田松岩;段焰辉;庄学彬;王劲博;张岐良;侯治威 -专利权人：中山大学
申请日： 2020-07-28 - 公布日： 2020-11-13 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明涉及飞行器技术领域，公开了一种跨域飞行器的姿态控制系统，包括射流组、贮存箱、汽化单元和控制单元；射流组包括射流喷嘴组和射流孔组；射流喷嘴组包括偏航喷嘴组、俯仰翻转喷嘴组和增升喷嘴组，射流孔组包括偏航射流孔组、俯仰翻转射流孔组和增升射流孔组；控制单元包括控制器和姿轨传感器，姿轨传感器与控制器信号连接。高速跨域飞行时，控制器控制不同的射流喷嘴组开启，通过偏航喷嘴组、俯仰翻转喷嘴组和增升喷嘴组分别控制飞行器本体的航向、偏转和高度，调整飞行器本体的飞行状态；有效利用射流喷嘴产生飞行控制力，射流工质的推力与来流相互作用产生的附加力共同形成飞行控制力，实现基于虚拟气动舵面技术的飞行器控制的目的。
一种飞行器姿态控制系统

[发明专利]一种面向混合网格高精度阻力预测的熵修正方法-CN201711122457.X有效
发明人：张培红;张耀冰;邓有奇;贾洪印;周桂宇;马明生;吴晓军;周乃春;段焰辉;李彬;陈江涛;张健 -专利权人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
申请日： 2017-11-14 - 公布日： 2020-09-22 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向混合网格高精度阻力预测的熵修正方法，主控方程对流项采用二阶迎风Roe通量差分分裂格式进行离散，粘性项采用中心差分格式离散；在传统Harten‑Yee熵修正基础上，以界面上的法向速度与界面上速度的比值为判断依据，对可能是驻点或者激波所在区域保留熵修正的效果，对平行于翼面流向的界面不使用熵修正或者熵修正尽量小；湍流模型采用S‑A一方程湍流模型，湍流控制方程空间离散采用一阶迎风格式。本发明在不改变其它区域熵修正的同时，在平行于翼面流向的界面上不做熵修正或者减小熵修正，尽量不改变此处的真实耗散，从而把熵修正对阻力预测精度的影响降到了最低，同时保留使用熵修正带来的程序鲁棒性等优点。
一种面向混合网格高精度阻力预测修正方法

[发明专利]基于数据挖掘的气动外形优化设计方法-CN201710252211.8有效
发明人： 段焰辉;范召林;吴文华;余雷;张培红;刘深深;童福林;赵鹏 -专利权人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
申请日： 2017-04-18 - 公布日： 2020-03-10 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于数据挖掘的气动外形优化设计方法，包括如下步骤：步骤一、采用随机搜索类方法对几何外形进行优化设计，并对优化过程数据进行筛选；步骤二、利用基于POD的数据挖掘方法对筛选后的数据进行数据挖掘处理，得到一组几何外形的POD基；步骤三、利用数据挖掘得到的POD基对第一步的优化结果进行几何外形参数化。与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明采用基于POD的数据挖掘方法对外形优化设计的过程数据进行了数据挖掘，得到了设计知识；基于设计知识的二次优化在较高的效率下得到了更优的结果。
基于数据挖掘气动外形优化设计方法

[发明专利]一种带过渡段的曲线头部双后掠密切锥乘波体-CN201710532545.0有效
发明人： 段焰辉;吴文华;张培红;刘深深;余雷;童富林;赵鹏;王骥飞 -专利权人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
申请日： 2017-07-03 - 公布日： 2019-12-24 - 主分类号： B64C23/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种带过渡段的曲线头部双后掠密切锥乘波体，所述乘波体的两个前缘交汇构成曲面头部，所述乘波体的一个前缘由两条直线段和连接它们的过渡曲线组成，从尖点开始第一条直线段对应第一个后掠角，第二条直线段对应第二个后掠角，两个后掠角的角度在设计阶段可控，所述过渡曲线将两条直线段连接并使得一阶导数和二阶导数连续；本发明通过双后掠角可控的直线前缘在上表面产生稳定分离涡，提高了上表面的气动性能却未牺牲飞行器的体积效率，这对上表面的设计是非常有利的。
一种过渡曲线头部双后掠密切锥乘波体

[实用新型]一种适用于中小型无人机的螺旋桨动力倾转装置-CN201920491965.3有效
发明人：吴文华;郝东;杨彩桃;王思聪;余婧;周德元;段焰辉;史雨;张旭;余雷;廖飞;赵晓慧 -专利权人：中国人民解放军63835部队
申请日： 2019-04-12 - 公布日： 2019-12-24 - 主分类号： B64C27/52 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种适用于中小型无人机的螺旋桨动力倾转装置，属于航空无人机的技术领域，包括固定底座和装配于该固定底座上的承载杆，所述承载杆的两端均装配有电机支撑平台，电机支撑平台上设有倾转舵机，倾转舵机上装有螺旋桨动力组件并驱动该螺旋桨动力组件绕所述承载杆的轴线方向转动，以达到优化倾转结构、降低制造工艺和安装复杂程度，以实现倾转力矩传输距离短且在倾转过程中功耗较低的目的。
承载杆螺旋桨倾转电机支撑平台动力组件固定底座装配中小型无人机轴线方向转动本实用新型传输距离倾转装置制造工艺功耗驱动航空优化

[实用新型]一种内置式螺旋桨动力转向装置-CN201920576213.7有效
发明人：吴文华;郝东;杨彩桃;王思聪;余婧;周德元;赵鹏;段焰辉;史雨;张旭;余雷;廖飞;赵晓慧 -专利权人：中国人民解放军63835部队
申请日： 2019-04-25 - 公布日： 2019-12-13 - 主分类号： B64C27/52 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种内置式螺旋桨动力转向装置，包括位于无人机机身内部的倾转驱动机构，所述倾转驱动机构包括与机身连接的底座，所述底座上设置有两个倾转舵机和两个转向组件，所述转向组件包括摇臂和倾转连杆固定卡扣，任一所述倾转舵机与摇臂连接，所述摇臂和所述倾转连杆固定卡扣均与倾转连杆连接，所述倾转连杆固定卡扣与所述倾转连杆转动连接，所述倾转连杆的自由端设置有电机座，所述电机座与电机连接，所述电机上设有螺旋桨。该内置式螺旋桨动力转向装置，以实现无人机的垂直飞行转平飞及平飞转垂直飞行的功能。
倾转连杆固定卡螺旋桨摇臂动力转向装置倾转驱动机构转向组件电机座底座垂直本实用新型电机连接机身连接机身内部连杆连接连杆转动自由端飞行电机

[发明专利]一种下反式高超声速飞行器气动布局设计方法-CN201710638514.3有效
发明人：刘深深;唐伟;冯毅;邱波;段焰辉;魏东;曾磊;刘磊;杨肖峰;刘骁;万钊;江定武;张培红 -专利权人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
申请日： 2017-07-31 - 公布日： 2019-11-12 - 主分类号： B64F5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种下反式高超声速飞行器气动布局设计方法，包括如下步骤：给定约束条件：长度L，宽度W，底部截面装填内径φ，头部半径R_h，头部球面切角θ，翼前缘半径R_w；步骤一、确定飞行器的上下表面轮廓线；步骤二、确定飞行器的左右宽度轮廓线；步骤三、确定下反截面曲线；步骤四、生成B点之前的椭圆截面；步骤五、生成B点到C点之间的组合截面，得到飞行器外形。本发明方法可以实现不同下反角和尺寸约束条件下外形的快速生成，并且该方法生成的外形可以完全参数化，下反式背风面既保证了升力面积足够大，同时又抑制了迎风面高压气流的向上溢出，减少了升力损失，能够提升气动效率，可以为新型高超声速飞行器设计提供一种新的可选布局方法和方案。
高超声速飞行器反式气动布局飞行器飞行器外形尺寸约束底部截面方法生成高压气流给定约束截面曲线快速生成宽度轮廓气动效率上下表面升力损失头部球面椭圆截面组合截面装填背风面参数化轮廓线翼前缘迎风面反角可选切角升力溢出保证

[发明专利]一种带过渡段的尖顶点双后掠密切锥乘波体-CN201710533299.0有效
发明人： 段焰辉;吴文华;范召林;张培红;刘深深;余雷;童富林;赵鹏 -专利权人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
申请日： 2017-07-03 - 公布日： 2019-11-01 - 主分类号： B64C1/00 文献下载
摘要：本发明公开一种带过渡段的尖顶点双后掠密切锥乘波体，所述乘波体的每一个前缘分别由两条直线段和连接直线段的过渡曲线组成，从尖点开始第一条直线段对应第一个后掠角，第二条直线段对应第二个后掠角，两个后掠角的角度在设计阶段可控，所述过渡曲线将两条直线段连接并使得一阶导数和二阶导数连续。这种乘波体能够有效利用其后掠效应在上表面产生与双三角翼类似的稳定分离涡，同时双后掠前缘扩大了乘波体的平面面积，能够更大程度的提高乘波体的升力，还无需降低体积效率；第二个后掠角角度小，与双三角翼效果类似，更有利于改善乘波体的低速性能；过渡段保证了两个后掠部分的前缘在几何上一阶导数连续。
波体后掠角直线段后掠过渡段前缘过渡曲线三角翼尖顶低速性能二阶导数连接直线设计阶段体积效率一阶导数分离涡阶导数上表面尖点可控升力保证

[发明专利]一种平顶式水平起降两级入轨飞行器一级气动布局设计方法-CN201910428830.7在审
发明人：余雷;张健;唐伟;段焰辉;张培红;赵鹏;刘深深;朱言旦;刘骁;魏东 -专利权人：中国空气动力研究与发展中心
申请日： 2019-05-22 - 公布日： 2019-08-16 - 主分类号： B64F5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种平顶式水平起降两级入轨飞行器一级气动布局设计方法，包括步骤一：设计飞行器左右对称面截面形状，步骤二：确定机身前端弧面形状和切面形状，步骤三：确定机身下部斜面，步骤四：设计飞行器机翼，步骤五：设计飞行器垂尾及方向舵，步骤六：将机翼和垂尾装配到机身上，得到飞行器外形。采用本发明的一种平顶式水平起降两级入轨飞行器一级气动布局设计方法，可以实现不同参数和尺寸约束条件下外形的快速生成，并且该方法生成的外形可以完全参数化。
飞行器气动布局平顶式两级入轨垂尾飞行器机翼飞行器外形尺寸约束方法生成弧面形状机身下部截面形状快速生成切面形状左右对称参数化方向舵机身机翼装配

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