尾坐式共轴旋翼飞行器飞行动力学特性研究

发布时间：2020-11-02 03:22

　　 尾坐式共轴旋翼飞行器是一种新构型飞行器,具有垂直起降和高速前飞的能力,是当前舰载无人机研究发展的新方向。本文通过建立尾坐式共轴旋翼飞行器的飞行动力学模型,对其飞行动力学特性进行了研究。首先基于机理建模方法建立了其飞行动力学模型。采用叶素理论建立旋翼气动力模型,通过动态入流理论获取旋翼诱导速度;利用CFD仿真得到整机在迎角大范围变化时的升力、阻力和力矩特性,并建立了整机的准定常非线性气动力模型;建立了发动机、起落架的动力学模型;综合以上模型,建立了飞行器的全量六自由度非线性飞行动力学模型。其次,对飞行器进行定常飞行配平计算,得到飞行器前飞和侧飞时的配平特性;通过计算操纵功效,分析得到飞行器在直升机模式、过渡模式和飞机模式下的操纵策略。再次,根据小扰动假设,对非线性飞行动力学模型作线化处理,得到该飞行器运动的线性状态方程,分析了飞行器纵横向模态稳定性的变化特点;通过计算飞行器的非线性操纵响应,分析了各通道操纵的耦合特性。最后,通过理论方法计算了飞行器的风限图,结合侧向配平结果分析并总结出一套该飞行器的可行着舰策略。利用MATLAB/FlightGear联合仿真技术,对飞行器进行了可视化飞行仿真,仿真结果验证了飞行动力学模型的有效性。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V212.4
【部分图文】：

图 1.1 Ba349 复制模型对尾坐式飞行器的研究。1948 年，美国海军斗机，共有6家公司提出的8种设计方案竞标。和洛克希德公司·马丁（LMT）公司的 XFV-了一对共轴反转螺旋桨，采用宽大的三角形机安装了全后缘升降副翼；为使飞机能够在地垂直安定面，上下各一片，后缘安装有方向以理论上 XFY-1 可以在紧急情况下实行常规着XFV-1 机身更修长，采用的是宽弦平直翼和控都由十字形尾翼上的控制舵面提供。XFV-种真正意义上专门设计的舰载机。但由于操，这两型飞机的研制项目都最终下马。与此气式飞机 X-13（图 1.4）。X-13 采用三角翼控制飞行姿态。1957 年 7 月，X-13 成功完技术上是可行的，但这款飞机并不实用。

图 1.2 XFY-1 验证机 图 1.3 XFV-1 验证机同时期的欧洲也对垂直起降飞机十分感兴趣，最著名的是法国斯奈克玛（SNECMA）推出的“甲虫”系列方案。“甲虫”系列采用喷气发动机和环形翼，这是与 XFV-1 等方案明显的区别。但是，环形翼的气动分析比常规机翼复杂，制造更加困难，并且有着尾坐式器所共有的问题，即着陆困难。随着时间推移，法国空军的要求也发生改变，他们不再仅重垂直起降，而是对作战性能提出了更高的要求，但当时垂直起降战机与常规战斗机的性差甚远，因此“甲虫”系列飞机也退出了历史舞台。图 1.5 为“甲虫”C 450 在进行系留

图 1.2 XFY-1 验证机 图 1.3 XFV-1 验证机同时期的欧洲也对垂直起降飞机十分感兴趣，最著名的是法国斯奈克玛（SNECMA）推出的“甲虫”系列方案。“甲虫”系列采用喷气发动机和环形翼，这是与 XFV-1 等方案明显的区别。但是，环形翼的气动分析比常规机翼复杂，制造更加困难，并且有着尾坐式器所共有的问题，即着陆困难。随着时间推移，法国空军的要求也发生改变，他们不再仅重垂直起降，而是对作战性能提出了更高的要求，但当时垂直起降战机与常规战斗机的性差甚远，因此“甲虫”系列飞机也退出了历史舞台。图 1.5 为“甲虫”C 450 在进行系留
【参考文献】

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本文编号：2866501