纵列双旋翼无人直升机气动布局设计研究

发布时间：2020-12-17 02:36

　　纵列式双旋翼直升机与单旋翼直升机相比,前、后旋翼的特殊的布置,相互抵消了反扭矩的作用,前后旋翼的布置同时也造成了双旋翼/机身的复杂的气动干扰问题。本文针对纵列式双旋翼无人直升机,首先进行纵列式机身的气动特性研究,完成其减阻分析;然后进行纵列式双旋翼无人直升机飞行动力学建模并进行配平计算;最后分析悬停与前飞状态下的纵列式双旋翼/机身的气动流场特性,研究前、后旋翼的纵向间距与垂向间距对双旋翼气动性能的影响。本文具体的研究内容如下:本文首先进行了纵列式机身流场气动特性分析,针对机身头部与动力舱两个因素完成对机身的减阻研究。然后根据纵列式直升机的操纵特点,进行纵列式无人直升机的飞行动力学建模,在旋翼的气动力建模时,通过前、后旋翼的入流比之间的关系考虑双旋翼的干扰对旋翼气动力的影响。在机身的气动力建模时,引入第一章计算出的机身的升阻力等参数。建立纵列式直升机平衡状态方程,完成配平计算。最后,在配平状态下运用动量源方法进行纵列式双旋翼/机身流场的数值模拟,分别研究悬停状态以及前飞状态下纵列式双旋翼/机身流场的压力分布以及轴向速度分布,分析双旋翼之间气动干扰和双旋翼与机身的气动干扰。随着前、后旋翼的... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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CH-47纵列式双旋翼直升机在当代的直升机系列中，单旋翼直升机还是占据着最主要的份额，较为简单的结构与成

纵列双旋翼无人直升机气动布局研究7 则依靠机身上方的两副旋翼的方向相反的旋转来平衡彼此的反扭矩。图 1.2 为奴干”直升机结构图，其宽而长的车厢式机体大大提高了载重量，并且加大了机移动范围。CH-47 直升机前后两个旋翼下都有着突出于机身曲面的动力舱，这样是在保证动力装置正常运行的基础上，最大化地提升了纵列式直升机的机舱空间了 CH-47 的运载能力。

图 1.3 纵列式小型无人直升机 S100在纵列式小型无人直升机的设计中，主要问题在于纵列式机身的优化减阻设计以及前、后双旋翼的布局设计。由于纵列式直升机的高起飞重量与高吊挂重量，纵列式直升机的部件的相互受力关系以及双旋翼的的承重力就成为了设计纵列式无人机的关键，成功的气动布局设计是纵列式无人机总体设计的基础。由于纵列式无人机的前、后旋翼在上下垂直平面内有着相互交叉的一部分，因此在研究纵列式旋翼与机身的气动干扰研究时需要考虑前、后旋翼轴的垂直间距与纵向间距以及旋翼半径的大小等参数对纵列式无人机性能的影响。在进行旋翼桨盘的气动性能分析时，除了要考虑该旋翼旋转产生的诱导速度，还需要考虑纵列式旋翼中另一副旋翼旋转产生的下洗流对该旋翼桨盘的影响。同时由于纵列式无人机需要执行吊挂重物的任务，所以还需要考虑吊挂物在前飞状态下对纵列式无人直升机飞行性能的影响。在执行大重量运输任务时，能够完成任务的直升机主要包括 CH 系列纵列式直升机以及米-26重型直升机[3]，两者都有其各自的优越性，我们在进行纵列式无人直升机设计时，应采纳其中的设计优点，完成系统的升级设计。1.2 国内外研究现状


本文编号：2921253