共轴高速直升机动力系统及其旋翼操纵系统研究

发布时间：2017-12-26 00:27

本文关键词：共轴高速直升机动力系统及其旋翼操纵系统研究　出处：《吉林大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本文基于国家863项目资助的“重载荷智能化物探专用无人直升机研制”(2013AA063903)课题,致力于研发一种可实现地质探测需求的飞行搭载平台。直升机可垂直起降、极低的最小速度等特点是满足项目需求的首选。但其航程小、最大速度过小等均制约其应用。根据项目和其他潜在军事、科研项目上需求,本文拟研制一种共轴高速式直升机,该飞机可实现共轴模式飞行,也可实现高速附加动力源飞行。本文结合设计-建模-仿真-试验优化设计等方式展开。首先,本文提出了该共轴高速直升机的动力系统设计,介绍了其关键气动力部件的设计概况并分析了其飞行模式,同时确定其过渡模式的动力配平采用共轴系统进行调节。作为关键部件,本文提出了一种独立式共轴操纵系统,详细地阐述其结构。其次,本文对独立式共轴操纵系统进行空间自由度的分析和运动学建模。结合其运动机理,并基于坐标变换和空间几何的概念,对上、下旋翼操纵均进行了准确的自由度分析和运动学建模,再推出完整的运动学操纵模型,揭示了每一个舵机操纵量与桨距角输出之间的关系。再次,在建造实体机构之前,为验证数学模型的准确性、可行性,搭建了操纵系统的虚拟样机模型,并基于Recurdyn和Colink联合仿真技术,模拟了实际使用状态,分析了所推导的运动学模型与虚拟样机之间的误差。结果表明,本文所推导的数学模型是准确可行的,数学模型真实揭示了每一个舵机操纵量与桨距角之间的关系。从而为研制操纵系统实物和实现操纵系统的有效控制提供了有效的设计指南。最后,引入干扰因子的概念,定量地表示翼间流场重叠区域的干扰。采用计算机仿真的方式,对比试验说明该旋翼系统的设计参数对飞行效果的影响。并合理设计试验过程,对共轴间距等主要参数的影响进行参数比对,为该旋翼系统的参数优选提供有效的指导作用。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V275.1

【参考文献】