Kaijie ZHU (D, 21–25)

Degree: Ph.D.

Major: Aeronautical and Astronautical Science and Technology

Thesis Title: Study on mechanical properties of rotor arm and landing gear of Mars rotorcraft

(火星飞行器旋翼支臂与着陆架力学特性研究)

  1. 建立了火星大气环境中共轴旋翼耦合入流模型,提出了火星飞行器带载能力预测方法和评价指标,优选出悬停工况下高气动效率的旋翼系统构型参数,为高带载效率的火星旋翼飞行器设计提供了技术支撑。
  2. 建立了旋翼挥舞与摆振耦合动力学模型和支臂梁横振与轴扭振等效动力学模型,揭示了旋翼挥舞与摆振的刚度和阻尼对颤振稳定性影响规律,获得了旋翼激励下系统共振特性随支臂结构参数的变化规律,为火星飞行器旋翼支臂设计奠定了理论基础。
  3. 建立了多腿式着陆架在火星风环境中的静力学模型,提出了着陆架倾覆型与自转型稳定性判据,构建了着陆架抗风静稳定性分析方法,确定了强抗风能力和高地形适应性的四腿式着陆架构型参数。
  4. 研制了一种融合开口环与缓冲片协调形变吸能的着陆缓冲器,提出了基于高速摄影测量足尖动态响应的缓冲器等效刚度-阻尼和触地特性参数辨识方法,阐明了缓冲器结构参数对着陆架触地缓冲特性的影响规律。

Publication:

  1. Kaijie Zhu, Dewei Tang, Qiquan Quan*, Yixuan Lv, Wenqing Shen, Zongquan Deng, “Modeling and experimental study on orientation dynamics of a Mars rotorcraft with swashplate mechanism,” Aerospace Science and Technology, vol. 138, 108311, 2023.
  2. Kaijie Zhu, Qiquan Quan*, Kaiyi Wang, Dewei Tang, Bo Tang, Yachao Dong, Qi Wu, Zongquan Deng, “Conceptual design and aerodynamic analysis of a Mars octocopter for sample collection,” Acta Astronautica, vol. 207, pp. 10–23, 2023.
  3. Kaijie Zhu, Qiquan Quan*, Dewei Tang, Yachao Dong, Kaiyi Wang, Bo Tang, Qi Wu, Zongquan Deng, “A Mars quadcopter capable of autonomous flight and sample collection: Structure and avionics,” Acta Astronautica, vol. 214, pp. 712–721, 2024.
  4. Kaijie Zhu, Dewei Tang, Qiquan Quan*, Kaiyi Wang, Yachao Dong, Zongquan Deng, “Aerodynamic analysis and deployment mechanism of a foldable Mars quadrotor,” in Proceedings of the 2023 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, 2023, pp. 1263–1268.
  5. 朱凯杰, 唐德威, 沈文清, 吕艺轩, 赵鹏越, 邓慧超, 全齐全*, 孟林智, 王彤, 邓宗全, “一种共轴双旋翼式火星飞行器设计及其试验验证,” 宇航学报, vol. 42, iss. 10, pp. 1207–1216, 2021.

Patent: 

  1. 全齐全, 朱凯杰, 唐德威, 赵鹏越, 沈文清, 邓宗全, “一种桨距可调的火星飞行器共轴旋翼悬停特性测量装置,” 专利号: ZL201910906799.3.
  2. 全齐全, 朱凯杰, 沈文清, 赵鹏越, 唐德威, 吕艺轩, 邓宗全, “火星飞行器上下旋翼间距自动可调的气动特性测量装置,” 专利号: ZL201910905736.6.
  3. 全齐全, 朱凯杰, 唐德威, 邓宗全, “一种可折叠四轴八旋翼式火星飞行器,” 专利号: ZL202210719084.9.
  4. 唐德威, 朱凯杰, 全齐全, 邓宗全, “一种中空环状的可收展火星旋翼飞行器,” 专利号: ZL202210719792.2.
  5. 唐德威, 朱凯杰, 沈文清, 全齐全, 赵鹏越, 邓宗全, “用于测试火星飞行器单轴旋翼系统的悬停特性测试装置,” 专利号: ZL201910905766.7.
  6. 全齐全, 朱凯杰, 唐德威, 吴奇, 董雅超, 唐博, 蔡皓, 邓宗全, “一种可在空中解锁展开的火星旋翼飞行器及反推减速装置,” 申请号: CN202211068239.3.
  7. 全齐全, 朱凯杰, 唐德威, 董雅超, 邓宗全, “一种四桨叶四旋翼式火星飞行器及折叠约束与展开解锁装置,” 专利号: ZL202310308495.3.
  8. 全齐全, 朱凯杰, 潘冬, 贾阳, 王储, 唐德威, 侯胜禹, 于子原, 邓宗全, “一种着陆架可收展的四旋翼式火星飞行器及旋翼系统,” 申请号: CN202310553309.2.
  9. 全齐全, 吴元旭, 朱凯杰, 董雅超, 唐德威, 蔡皓, 吴奇, 邓宗全, “一种火星多旋翼飞行器机身箱体结构,” 申请号: CN202310168155.5.
  10. 全齐全, 董雅超, 唐德威, 朱凯杰, 蔡皓, “一种三轴六旋翼式火星飞行器及其固定锁紧装置,” 专利号: ZL202211210656.7.
  11. 唐德威, 全齐全, 赵鹏越, 朱凯杰, 沈文清, 吕艺轩, 邓宗全, “一种垂吊式火星飞行器单旋翼系统气动特性测试装置,” 专利号: ZL201910905724.3.
  12. 全齐全, 侯胜禹, 唐德威, 朱凯杰, 邓宗全, “一种火星飞行器主被动耦合式温控结构,” 申请号: CN202310318074.9.
  13. 全齐全, 侯胜禹, 唐德威, 朱凯杰, 邓宗全, “一种火星飞行器温控系统及方法,” 申请号: CN202310318049.0.
  14. 全齐全, 侯胜禹, 唐德威, 朱凯杰, 邓宗全, “一种火星飞行器隔热连接结构,” 申请号: CN202310559189.7.
  15. 全齐全, 吴奇, 唐德威, 朱凯杰, 吴元旭, 邓宗全, “一种电磁直驱调姿飞行器的四自由度姿态测试装置及其测试方法,” 申请号: CN202310348967.8.
  16. 全齐全, 王凯艺, 唐德威, 朱凯杰, 邓宗全, “一种拉力转矩解耦式单旋翼系统气动特性测试装置,” 申请号: CN202210728353.8.
  17. 全齐全, 唐德威, 唐博, 朱凯杰, 邓宗全, “一种采样机械臂及火星飞行器,” 申请号: CN202210319157.5.
  18. 唐德威, 董雅超, 全齐全, 朱凯杰, 蔡皓, 邓宗全, “一种火星四旋翼飞行器及滑道式倒立释放与部署装置,” 申请号: CN202310362647.8.
  19. 全齐全, 蔡皓, 唐德威, 董雅超, 朱凯杰, 唐博, 邓宗全, “一种利用下斜盘操纵的共轴双旋翼式火星飞行器,” 专利号: ZL202210728349.1.
  20. 全齐全, 吴奇, 唐德威, 吴元旭, 朱凯杰, 邓宗全, “一种电磁驱动调姿共轴式火星飞行器,” 专利号: ZL202211034949.4.
  21. 全齐全, 赵鹏越, 吕艺轩, 沈文清, 朱凯杰, 唐德威, 邓宗全, “手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置,” 专利号: ZL201910906796.X.
  22. 全齐全, 蔡皓, 唐德威, 吴奇, 朱凯杰, 董雅超, 邓宗全, “一种共轴式火星直升机及锁紧释放装置,” 申请号: CN202310398744.2.
  23. 全齐全, 吴元旭, 唐德威, 吴奇, 朱凯杰, 邓宗全, “一种电磁变距旋翼桨叶变距特性测量装置,” 申请号: CN202210871744.5.
  24. 全齐全, 董雅超, 唐德威, 蔡皓, 朱凯杰, 邓宗全, “一种四旋翼式火星飞行器及正立展开与平台起飞部署装置,” 申请号: CN202310362645.9.
  25. 全齐全, 董雅超, 唐德威, 唐博, 朱凯杰, 杨飞, “一种四旋翼式火星飞行器的火星地表起飞部署装置,” 申请号: CN202310553093.X.
  26. 全齐全, 王凯艺, 唐德威, 董雅超, 朱凯杰, 邓宗全, “一种多旋翼火星飞行器锁紧释放装置,” 申请号: CN202310362340.8.
  27. 唐德威, 吴奇, 全齐全, 蔡皓, 朱凯杰, 董雅超, 邓宗全, “一种倒立布置的火星直升机锁紧释放机构,” 申请号: CN202310348582.1.
  28. 唐德威, 董雅超, 全齐全, 蔡皓, 朱凯杰, 唐博, 邓宗全, “一种用于旋翼式火星飞行器在火星车上的锁紧与释放装置,” 申请号: CN202210728350.4.
  29. 唐德威, 董雅超, 全齐全, 蔡皓, 朱凯杰, 吴奇, 邓宗全, “一种共轴双旋翼式飞行器的四自由度姿态测试装置,” 申请号: CN202310485759.2.
  30. 全齐全, 赵鹏越, 陈水添, 唐德威, 邓宗全, 朱凯杰, 吕艺轩, “一种直立式火星飞行器单旋翼系统升阻特性测量装置,” 专利号: ZL201910906824.8.
  31. 唐德威, 赵鹏越, 陈水添, 全齐全, 邓宗全, 朱凯杰, 吕艺轩, “一种直立式火星飞行器共轴旋翼系统升阻特性测量装置,” 专利号: ZL201910905758.2.

Award:

  1. 哈尔滨工业大学五四优秀团员,2024
  2. 哈尔滨工业大学优秀学生,2022
  3. 博实博士二等奖学金,2022

Project:

  1. 火星旋翼飞行器设计理论与控制技术研究,国家自然科学基金重点项目,项目编号:51935005